JP2004257821A - Monitoring device and monitoring method of electric circuit - Google Patents

Monitoring device and monitoring method of electric circuit Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for measuring the temperature of cooling water without using a temperature sensor for the cooling water. <P>SOLUTION: In an inverter system with a boost type converter, the heat generated from a plurality of chips including a power element is cooled by the cooling water common in the plurality of chips. HV_ECU 6000 includes temperature rise estimation parts 6100, 6200, 6300 for estimating a temperature rise ▵T relative to each power element based on a current value outputted from an electric circuit having each integrated power element inputted from current sensors 1100, 2100, 3100, cooling water temperature estimation parts 6110, 6210, 6310 for calculating the estimated water temperature of the cooling water relative to each power element based on the temperature rise ▵T calculated relative to each power element and the chip temperature measured by chip temperature sensors 1200, 2200, 3200, and a processing part 6700 for determining the cooling water temperature based on the plurality of estimated water temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車に使用される電力用パワー素子モジュールなどの電気回路に関し、特に、電気回路に関して温度の異常を監視する監視装置および監視方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車等の電動機のコイルに所定の交流電力を供給するインバータは、電力用スイッチング素子、平滑用コンデンサ等で構成されている。電力用半導体としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体チップに形成されたパワー素子が用いられている。パワー素子が形成された半導体チップは、パワー素子モジュールに封止されている。
【０００３】
このようなパワー素子モジュールにおいては、封止されているパワー素子自体に大電流が流れるため、このパワー素子が発熱する場合がある。したがって、過度の発熱を防止するために、封止されている半導体チップの温度を測定し、チップ温度がある温度を超えるとインバータの出力を制限する等の制御を行なうことが必要となる。このような制御を行なうためには、封止された半導体チップの温度を精度良く測定する必要があった。
【０００４】
特開２０００−６０１０５公報（特許文献１）は、半導体チップの温度を精度良く測定する検出装置を開示する。特許文献１に開示された検出装置は、パワー素子が封入され、その表面にパワー素子と金属細線で接続された電極端子を有するパワー素子モジュールにおけるモジュール内温度検出装置であって、電極端子に絶縁材料を介して温度検出素子を取り付け、この温度検出素子によりモジュール内温度を検出するようにした。
【０００５】
特許文献１に開示された検出装置によると、モジュール内に封止された半導体チップと熱伝導率が高い材質で接続された電極端子が、半導体チップとほぼ同じ温度となることを利用し、電極端子や電極端子に接続された別の金属配線に、温度検出素子を接続することにより、精度の高いモジュール内半導体チップの温度検出が可能となった。
【０００６】
また、このようなパワー素子の発熱に対して冷却系を設けるものがある。たとえば、冷却系として多数の冷却フィンを備えた冷却体を用いて、この冷却体の上にパワー素子を載置して、これらの素子がコンバータやインバータを形成するように結線する。インバータ等の主たる構成要素であるＩＧＢＴの定常損失（主回路電流が流れている時の損失）やスイッチング損失（主回路電流のオンオフ時に発生する損失）に基づく発熱は、冷却フィンに伝達され、多くの場合冷却ファンによって排熱される。
【０００７】
特開２００２−９５１５５公報（特許文献２）は、このような冷却系の異常を監視する方法を開示する。特許文献２に開示された監視方法は、冷却体と熱的に結合する半導体電力変換素子を含んでユニット化されてなる静止型電力変換装置において、変換装置の出力電流から発生熱量を演算で求めるステップと、この結果に基づいて冷却体の上昇温度およびユニット内部上昇温度を推定演算するステップと、ユニット内部上昇温度推定演算出力とユニット内部測温出力から冷却体の理論温度を推定演算するステップと、冷却体上昇温度推定演算出力と冷却体理論温度推定演算出力との和と冷却体測温出力とを比較して警報を発するステップとを含む。
【０００８】
特許文献２に開示された監視方法によると、冷却体と熱的に結合する半導体電力変換素子を含んでユニット化されてなる静止型電力変換装置において、変換装置の出力電流から発生熱量を演算で求め、この結果に基づいて冷却体の上昇温度およびユニット内部上昇温度を推定演算し、ユニット内部上昇温度推定演算出力とユニット内部測温出力から冷却体の理論温度を推定演算し、冷却体上昇温度推定演算出力と冷却体理論温度推定演算出力との和と冷却体測温出力とを比較して警報を発する。これにより、電力変換装置が運転中にインバータの冷却系に何らかの異常が発生したときに、異常が進みすぎないうちに警報を発し、手順を踏んだシステムの停止、ひいては突然停止での損害の回避、さらには手遅れによるメンテナンス上の余計な手間の回避が可能となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−６０１０５公報
【００１０】
【特許文献２】
特開２００２−９５１５５公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示された温度検出装置では、モジュール内温度を検出する温度検出素子に異常が発生した場合、その異常の発生を検知する方法がないので、正しく温度を検知することができない。
【００１２】
特許文献２に開示された監視方法では、冷却体の温度センサが必要になる。また、ユニット内部温度検出素子や実際の冷却体の温度を直接測定する検出素子などに異常が発生した場合、その異常の発生を検知する方法がないので、正しく冷却系の異常を監視することができない。さらに、複数のインバータを冷却する場合、複数のインバータのそれぞれに設けられた温度検出素子のどれかに異常が発生しても、異常が発生した温度検出素子を特定することができない。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、発熱する複数のチップから構成される電気回路において、チップの温度を測定する複数の温度センサの異常を監視する監視装置および監視方法を提供することである。本発明の別の目的は、電気回路を冷却する冷却媒体の温度を正確に監視する監視装置および監視方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、冷却媒体の温度を直接測定することなく、冷却媒体の温度を正確に監視する監視装置および監視方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、チップの異常を監視する監視装置および監視方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、冷却媒体の異常を監視する監視装置および監視方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る監視装置は、複数のチップから発生する熱を冷却するための冷却媒体が、複数のチップで共通する構成を有する電気回路を監視する。この監視装置は、複数のチップの温度をそれぞれ測定するための複数の測定手段と、複数のチップの状態量をそれぞれ検知するための複数の検知手段と、各チップごとに、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め記憶するための記憶手段と、検知された状態量および温度変化量の関係に基づいて、各チップごとに、温度変化量を算出するための算出手段と、各チップごとに、測定されたチップの温度と温度変化量とに基づいて、冷却媒体の推定温度値を算出するための推定手段とを含む。
【００１５】
第１の発明によると、複数のチップのそれぞれの温度が測定手段により測定されるとともに、複数のチップのそれぞれの状態量として、たとえばそれぞれのインバータ回路からの出力電流値が検知手段により検知される。記憶手段に記憶された出力電流値とその出力電流値により決定される温度変化量との関係と、検知された出力電流値とに基づいて、算出手段により温度変化量が算出される。推定手段は、各チップごとに、測定されたチップの温度から温度変化量を減算することにより冷却媒体の推定温度値を算出する。これにより、複数のチップのそれぞれに配置された測定手段および検知手段が正常に動作していれば、冷却媒体は複数のチップで共通するため、冷却媒体の温度はすべて同じ推定温度値として算出される。その結果、冷却媒体の温度センサを必要としないで、冷却媒体の温度を検知することができる監視装置を提供できる。
【００１６】
第２の発明に係る監視装置においては、第１の発明の構成に加えて、状態量は、チップから出力される電流値である。
【００１７】
第２の発明によると、インバータ回路などから出力される電流値を用いて、出力電流値から温度変化量を算出して、その温度変化量を用いて冷却媒体の推定温度値を算出することができる。
【００１８】
第３の発明に係る監視装置においては、第１の発明の構成に加えて、電気回路はインバータ回路を含む。記憶手段は、インバータ回路の制御状態に応じた、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め記憶するための手段を含む。
【００１９】
第３の発明によると、記憶手段は、インバータ回路の制御状態である力行制御状態や回生制御状態などの制御状態に応じた、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め記憶する。このため、インバータ回路の制御状態に対応させて、より正確に出力電流値に基づいて温度変化量が算出できる。その結果、そのように正確に算出された温度変化量を用いるので、より正確に冷却媒体の推定温度値を算出することができる。
【００２０】
第４の発明に係る監視装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、推定温度値に基づいて、複数の測定手段の動作状態を判断するための判断手段をさらに含む。
【００２１】
第４の発明によると、冷却媒体は複数のチップで共通するため、冷却媒体の温度はすべて同じ推定温度値として算出されなければならない。それにもかかわらず、複数のチップのそれぞれに配置された測定手段が正常に動作していない場合、同じ推定温度値にならない。これを利用して測定手段が正常に動作しているか否かを判断手段が判断することができる。その結果、チップの温度を測定する測定手段の異常を検知できる。
【００２２】
第５の発明に係る監視装置においては、第４の発明の構成に加えて、判断手段は、推定温度値に基づいて、各測定手段の動作状態が正常であるか異常であるかを判断するための手段を含む。
【００２３】
第５の発明によると、推定温度値が、チップごとにどのように異なっているのかに基づいて、各測定手段の動作状態が正常であるか異常であるかを判断できる。
【００２４】
第６の発明に係る監視装置においては、第４の発明の構成に加えて、複数のチップは、３以上のチップである。判断手段は、３以上のチップの中から抽出された２つのチップの組合せについての推定温度値の差の絶対値を、全ての組合せについて算出して、算出された推定温度値の差の絶対値に基づいて、各測定手段の動作状態を判断するための手段を含む。
【００２５】
第６の発明によると、たとえば、チップが３個である場合、判断手段は、第１のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第１の推定温度値と、第２のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第２の推定温度値との差の絶対値、第２の推定温度値と、第３のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第３の推定温度値との差の絶対値、第３の推定温度値と第１の推定温度値との差の絶対値をそれぞれ求める。この３つの絶対値が全てしきい値以下であると３つの測定手段は全て正常と判断する。この３つの絶対値の中でしきい値を超えるものがある場合、３つの絶対値の中で一番小さい絶対値を算出するために用いたチップの温度を測定した２つの測定手段は正常であって、残り１つの測定手段が正常でないと判断できる。
【００２６】
第７の発明に係る監視装置においては、第６の発明の構成に加えて、判断手段は、算出された推定温度値の差の絶対値が、予め定められたしきい値よりも小さいと、推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断するための手段を含む。
【００２７】
第７の発明によると、推定温度値の差の絶対値がしきい値よりも小さいと、推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断できる。
【００２８】
第８の発明に係る監視装置においては、第６の発明の構成に加えて、判断手段は、最小である推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断するための手段を含む。
【００２９】
第８の発明によると、推定温度値の差の絶対値が最小であるものを算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断できる。
【００３０】
第９の発明に係る監視装置は、第１〜８のいずれかの発明の構成に加えて、推定手段により算出された複数の推定温度値に基づいて、冷却媒体の推定温度を決定するための決定手段をさらに含む。
【００３１】
第９の発明によると、たとえば、複数の推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００３２】
第１０の発明に係る監視装置においては、第９の発明の構成に加えて、決定手段は、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値に基づいて、冷却媒体の推定温度を決定するための手段を含む。
【００３３】
第１０の発明によると、たとえば正常な測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００３４】
第１１の発明に係る監視装置においては、第９の発明の構成に加えて、決定手段は、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値の平均値を算出して、平均値を冷却媒体の推定温度として決定するための手段を含む。
【００３５】
第１１の発明によると、正常な測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００３６】
第１２の発明に係る監視装置においては、第９の発明の構成に加えて、決定手段は、複数の測定手段の中から予め定められた測定手段の動作状態が正常であると判断されると、予め定められた測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定するための手段を含む。
【００３７】
第１２の発明によると、冷却媒体の温度を最も的確に表わすことができるチップを予め定めることができる場合であって、そのチップの測定手段が正常である場合には、そのチップの温度に基づいて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定することができる。これにより、たとえば冷却媒体の冷却通路が複雑であって、最も高温になる部分を特定できる場合には、その近傍のチップの温度に基づいて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定すると、温度上昇に対する警告等をより早期に出すことができる。
【００３８】
第１３の発明に係る監視装置は、第４〜８のいずれかの発明の構成に加えて、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度に基づいて、チップの温度異常を検知するための異常チップ検知手段をさらに含む。
【００３９】
第１３の発明によると、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度が、予め定められたしきい値を上回って場合に、チップの温度異常を検知することができる。
【００４０】
第１４の発明に係る監視装置は、第９〜１２のいずれかの発明の構成に加えて、決定手段により決定された冷却媒体の推定温度に基づいて、冷却媒体の温度異常を検知するための冷却媒体異常検知手段をさらに含む。
【００４１】
第１４の発明によると、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値を用いて決定手段が決定した冷却媒体の推定温度が、予め定められたしきい値を上回っている場合に、冷却媒体の温度異常を検知することができる。
【００４２】
第１５の発明に係る監視方法は、複数のチップから発生する熱を冷却するための冷却媒体が、複数のチップで共通する構成を有する電気回路の監視する。この監視方法は、複数のチップの温度をそれぞれ測定する測定ステップと、複数のチップの状態量をそれぞれ検知する検知ステップと、各チップごとに、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め準備する準備ステップと、検知された状態量および温度変化量の関係に基づいて、各チップごとに、温度変化量を算出する算出ステップと、各チップごとに、測定されたチップの温度と温度変化量とに基づいて、冷却媒体の推定温度値を算出する推定ステップとを含む。
【００４３】
第１５の発明によると、複数のチップのそれぞれの温度が測定ステップにおいてそれぞれ測定されるとともに、複数のチップのそれぞれの状態量として、たとえばそれぞれのインバータ回路からの出力電流値が検知ステップにおいてそれぞれ検知される。準備ステップにおいて準備された出力電流値とその出力電流値により決定される温度変化量との関係と、検知された出力電流値とに基づいて、算出ステップにおいて温度変化量が算出される。推定ステップにおいて、各チップごとに、測定されたチップの温度から温度変化量を減算することにより冷却媒体の推定温度値を算出する。これにより、複数のチップに対するそれぞれの測定ステップおよび検知ステップが正常に測定動作および検知動作していれば、冷却媒体は複数のチップで共通するため、冷却媒体の温度はすべて同じ推定温度値として算出される。その結果、冷却媒体の温度センサを必要としないで、冷却媒体の温度を検知することができる監視方法を提供できる。
【００４４】
第１６の発明に係る監視方法においては、第１５の発明の構成に加えて、状態量は、チップから出力される電流値である。
【００４５】
第１６の発明によると、インバータ回路などから出力される電流値を用いて、出力電流値から温度変化量を算出して、その温度変化量を用いて冷却媒体の推定温度値を算出することができる。
【００４６】
第１７の発明に係る監視方法においては、第１５の発明の構成に加えて、電気回路はインバータ回路を含む。準備ステップは、インバータ回路の制御状態に応じた、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め準備するステップを含む。
【００４７】
第１７の発明によると、準備ステップにおいて、インバータ回路の制御状態である力行制御状態や回生制御状態などの制御状態に応じた、チップの状態量と状態量に基づく温度変化量との関係を予め準備される。このため、インバータ回路の制御状態に対応させて、より正確に出力電流値に基づいて温度変化量が算出できる。その結果、そのように正確に算出された温度変化量を用いるので、より正確に冷却媒体の推定温度値を算出することができる。
【００４８】
第１８の発明に係る監視方法は、第１５〜１７のいずれかの発明の構成に加えて、推定温度値に基づいて、測定ステップにおける測定状態を判断する判断ステップをさらに含む。
【００４９】
第１８の発明によると、冷却媒体は複数のチップで共通するため、冷却媒体の温度はすべて同じ推定温度値として算出されなければならない。それにもかかわらず、複数のチップのそれぞれに対する測定ステップが正常に測定していない場合、同じ推定温度値にならない。これを利用して測定ステップが正常に動作しているか否かを判断ステップにおいて判断することができる。その結果、チップの温度を測定する測定ステップにおける測定センサなどの異常を検知できる。
【００５０】
第１９の発明に係る監視方法においては、第１８の発明の構成に加えて、判断ステップは、推定温度値に基づいて、測定ステップにおける測定状態が正常であるか異常であるかを判断するステップを含む。
【００５１】
第１９の発明によると、推定温度値が、チップごとにどのように異なっているのかに基づいて、各測定ステップにおける測定状態が正常であるか異常であるかを判断できる。
【００５２】
第２０の発明に係る監視方法においては、第１８の発明の構成に加えて、複数のチップは、３以上のチップである。判断ステップは、３以上のチップの中から抽出された２つのチップの組合せについての推定温度値の差の絶対値を、全ての組合せについて算出して、算出された推定温度値の差の絶対値に基づいて、測定ステップにおける測定状態を判断するステップを含む。
【００５３】
第２０の発明によると、たとえば、チップが３個である場合、判断ステップにおいて、第１のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第１の推定温度値と、第２のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第２の推定温度値との差の絶対値、第２の推定温度値と、第３のチップの測定手段により測定されたチップの温度に基づいて算出された第３の推定温度値との差の絶対値、第３の推定温度値と第１の推定温度値との差の絶対値をそれぞれ求める。この３つの絶対値が全てしきい値以下であると３つの測定ステップにおける測定状態は全て正常と判断する。この３つの絶対値の中でしきい値を超えるものがある場合、３つの絶対値の中で一番小さい絶対値を算出するために用いたチップの温度を測定した２つの測定ステップにおける測定状態は正常であって、残り１つの測定ステップにおける測定状態が正常でないと判断できる。
【００５４】
第２１の発明に係る監視方法においては、第２０の発明の構成に加えて、判断ステップは、算出された推定温度値の差の絶対値が、予め定められたしきい値よりも小さいと、推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断するステップを含む。
【００５５】
第２１の発明によると、推定温度値の差の絶対値がしきい値よりも小さいと、推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断できる。
【００５６】
第２２の発明に係る監視方法においては、第２０の発明の構成に加えて、判断ステップは、最小である推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断するステップを含む。
【００５７】
第２２の発明によると、推定温度値の差の絶対値が最小であるものを算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断できる。
【００５８】
第２３の発明に係る監視方法は、第１５〜２２のいずれかの発明の構成に加えて、推定ステップにおいて算出された複数の推定温度値に基づいて、冷却媒体の推定温度を決定する決定ステップをさらに含む。
【００５９】
第２３の発明によると、たとえば、複数の推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００６０】
第２４の発明に係る監視方法においては、第２３の発明の構成に加えて、決定ステップは、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値に基づいて、冷却媒体の推定温度を決定するステップを含む。
【００６１】
第２４の発明によると、たとえば測定状態が正常な測定ステップにおいて測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００６２】
第２５の発明に係る監視方法においては、第２３の発明の構成に加えて、決定ステップは、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値の平均値を算出して、平均値を冷却媒体の推定温度として決定するステップを含む。
【００６３】
第２５の発明によると、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値の平均値を算出して、その平均値を冷却媒体の推定温度として決定することができる。
【００６４】
第２６の発明に係る監視方法においては、第２３の発明の構成に加えて、決定ステップは、複数の測定ステップの中から予め定められた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断されると、予め定められた測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定するステップを含む。
【００６５】
第２６の発明によると、冷却媒体の温度を最も的確に表わすことができるチップを予め定めることができる場合であって、そのチップに対する測定ステップにおける測定状態が正常である場合には、そのチップの温度に基づいて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定することができる。これにより、たとえば冷却媒体の冷却通路が複雑であって、最も高温になる部分を特定できる場合には、その近傍のチップの温度に基づいて算出された推定温度値を、冷却媒体の推定温度として決定すると、温度上昇に対する警告等をより早期に出すことができる。
【００６６】
第２７の発明に係る監視方法は、第１８〜２２のいずれかの発明の構成に加えて、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度に基づいて、チップの温度異常を検知する異常チップ検知ステップをさらに含む。
【００６７】
第２７の発明によると、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度が、予め定められたしきい値を上回って場合に、チップの温度異常を検知することができる。
【００６８】
第２８の発明に係る監視方法は、第２３〜２６のいずれかの発明の構成に加えて、決定ステップにおいて決定された冷却媒体の推定温度に基づいて、冷却媒体の温度異常を検知する冷却媒体異常検知ステップをさらに含む。
【００６９】
第２８の発明によると、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度に基づいて算出された推定温度値を用いて決定ステップにおいて決定された冷却媒体の推定温度が、予め定められたしきい値を上回っている場合に、冷却媒体の温度異常を検知することができる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００７１】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータシステムの構成について説明する。図１に示すように、この昇圧コンバータ付きインバータシステムは、モータジェネレータ（以下、モータジェネレータをＭＧと略す。）（１）インバータ１０００と、ＭＧ（２）インバータ２０００と、昇圧コンバータ３０００とから構成される。
【００７２】
昇圧コンバータ３０００には、バッテリ４０００から電力が供給され、昇圧コンバータ３０００により電圧が昇圧されて、昇圧された電力がＭＧ（１）インバータ１０００およびＭＧ（２）インバータ２０００に供給される。
【００７３】
昇圧コンバータ付きインバータシステムは、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００、昇圧コンバータ３０００およびそれらの機器に接続された各種センサ類に接続され、昇圧コンバータ付きインバータを制御するＨＶ＿ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６０００と、警報を出力する出力部７０００とを含む。
【００７４】
この昇圧コンバータ付きインバータシステムは、たとえばエンジンとモータジェネレータとを搭載したハイブリッド車両に適用される。この車両には、それぞれ機能が異なる２つのモータジェネレータ（ＭＧ（１）１５００、ＭＧ（２）２５００）が搭載される。また、これらのモータジェネレータ（ＭＧ（１）１５００、ＭＧ（２）２５００）に電力を供給するＭＧ（１）インバータ１０００およびＭＧ（２）インバータ２０００には、バッテリ４０００の電圧が低いため、昇圧コンバータ３０００により電圧が昇圧された状態で供給される。
【００７５】
ＭＧ（１）インバータ１０００には、ＭＧ（１）インバータ１０００を構成するパワー素子の温度を測定するチップ温度センサ（１）１２００と、ＭＧ（１）インバータ１０００からの出力電流Ｉ（１）を測定する電流センサ（１）１１００とが接続され、チップ温度センサ（１）１２００および電流センサ（１）１１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００に接続されている。
【００７６】
ＭＧ（２）インバータ２０００には、ＭＧ（２）インバータ２０００を構成するパワー素子の温度を測定するチップ温度センサ（２）２２００と、ＭＧ（２）インバータ２０００からの出力電流Ｉ（２）を測定する電流センサ（２）２１００とが接続され、チップ温度センサ（２）２２００および電流センサ（２）２１００は、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００に接続されている。
【００７７】
昇圧コンバータ３０００には、昇圧コンバータ３０００に電力を供給するバッテリ４０００が接続されるとともに、昇圧コンバータ３０００を構成するパワー素子の温度を測定するチップ温度センサ（３）３２００と、昇圧コンバータ３０００の昇圧電流Ｉ（３）を測定する電流センサ（３）３１００とが接続され、チップ温度センサ（３）３２００および電流センサ（３）３１００はＨＶ＿ＥＣＵ６０００に接続されている。
【００７８】
このような昇圧コンバータ付きインバータシステムの構成において、ＭＧ（１）インバータ１０００の内部に含まれるパワー素子、ＭＧ（２）インバータ２０００の内部に含まれるパワー素子、昇圧コンバータ３０００の内部に含まれるパワー素子は発熱するため、それらのパワー素子を冷却するために、冷却媒体を流通させる冷却通路５０００が設けられる。この冷却通路５０００には、たとえば冷却媒体として水が流通される。
【００７９】
すなわち、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００に共通する冷却水が冷却通路５０００に流通される。冷却通路５０００は、ＭＧ（１）１０００、ＭＧ（２）２０００および昇圧コンバータ３０００を連通するように設けられているため、冷却通路５０００内の冷却媒体である冷却水の温度はＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００のいずれの付近でも、ほぼ同じ温度になる。
【００８０】
ＨＶ＿ＥＣＵ６０００の構造について説明する。ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、ＭＧ（１）インバータ１０００に対応する、温度上昇推定部（１）６１００および冷却水温推定部（１）６１１０と、ＭＧ（２）インバータ２０００に対応する、温度上昇推定部（２）６２００および冷却水温推定部（２）６２１０と、昇圧コンバータ３０００に対応する、温度上昇推定部（３）６３００および冷却水温推定部（３）６３１０とを含む。
【００８１】
温度上昇推定部（１）６１００は、電流センサ（１）１１００およびチップ温度センサ（１）１２００と接続されている。温度上昇推定部（２）６２００は、電流センサ（２）２１００およびチップ温度センサ（２）２２００と接続されている。温度上昇推定部（３）６３００は、電流センサ（３）３１００およびチップ温度センサ（３）３２００とに接続されている。
【００８２】
ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００、昇圧コンバータ３０００、電流センサ（１）１１００、電流センサ（２）２１００および電流センサ（３）３１００に接続され、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００を制御する制御部６５００を含む。制御部６５００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に接続されている。
【００８３】
ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、さらに各種データや制御部６５００で実行されるプログラムや、そのプログラムで使用されるしきい値などを記憶する記憶部６６００を含む。記憶部６６００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００、温度上昇推定部（３）６３００、制御部６５００および処理部６７００に接続されている。
【００８４】
ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、さらに冷却水温推定部、センサ異常検出部、水温異常検出部およびチップ異常検出部からなる処理部６７００を含む。処理部６７００は、制御部６５００および記憶部６６００に接続されるとともに、冷却水温推定部（１）６１１０、冷却水温推定部（２）６２１０および冷却水温推定部（３）６３１０に接続されており、かつ警報を出力する出力部７０００に接続されている。
【００８５】
図２を参照して、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００におけるそれぞれのパワー素子における冷却メカニズムについて説明する。
【００８６】
図２に示すように、それぞれのパワー素子における冷却メカニズムは、材料によって一定である熱抵抗を用いて表現される、等価回路により表わされる。この熱抵抗と、それぞれのパワー素子におけるロス（出力電流）とに基づいて、パワー素子の温度上昇ΔＴを算出することができる。したがって、それぞれのパワー素子において測定されたチップ温度から、この温度上昇ΔＴの分を減算することにより、冷却通路５０００における冷却水の温度が推定される。
【００８７】
この冷却水は、冷却通路５０００が、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００で連通しているため、ほぼ同じ水温となる。このため、冷却水の水温を直接測定することなく、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００の出力電流を測定するとともに、それぞれのパワー素子の温度を測定して、出力電流Ｉと熱抵抗とから算出された温度上昇ΔＴをパワー素子の温度から減算することにより、冷却水の推定温度を算出することができる。
【００８８】
図３〜図５を参照して、本実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータシステムのＨＶ＿ＥＣＵ６０００の記憶部６６００に記憶される出力電流と温度上昇との関係について説明する。
【００８９】
図３に、ＭＧ（１）インバータ１０００における出力電流Ｉ（１）と温度上昇ΔＴ（１）との関係を、図４にＭＧ（２）インバータ２０００における出力電流Ｉ（２）と温度上昇ΔＴ（２）との関係を、図５に、昇圧コンバータ３０００における昇圧電流Ｉ（３）と温度上昇ΔＴ（３）との関係をそれぞれ示す。図３〜図５に示すように、いずれの場合においても出力電流Ｉが上昇すると温度上昇ΔＴが上昇する。
【００９０】
図３〜図５に示すように、それぞれの回路における出力電流Ｉが計測されると、温度上昇ΔＴを算出することができる。この温度上昇ΔＴは、前述の説明のとおり、材料によって定まる熱抵抗と、出力電流Ｉに依存する損失（ロス）との乗算により算出されるものである。また図３〜図５に示すように、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００のいずれにおいても、制御状態により出力電流Ｉに対する温度上昇ΔＴの関係が異なる特性を有する。
【００９１】
たとえば、図３および図４に示すインバータの場合には、インバータの制御状態が力行状態であるか回生状態であるかなどによって、出力電流Ｉと温度上昇ΔＴとが異なる特性を有する。したがって、それぞれの制御状態に対して異なる特性を記憶部６６００に記憶させている。
【００９２】
また、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００は、それぞれ制御部６５００と接続されており、制御部６５００から受信した信号により、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００のそれぞれの制御状態を認識することができる。
【００９３】
温度上昇推定部（１）６１００は、この認識結果と、電流センサ（１）１１００により測定された出力電流Ｉ（１）とに基づいて、温度上昇ΔＴ（１）を推定することができる。
【００９４】
温度上昇推定部（２）６２００は、この認識結果と、電流センサ（２）２１００により測定された出力電流Ｉ（２）とに基づいて、温度上昇ΔＴ（２）を推定することができる。
【００９５】
温度上昇推定部（３）６３００は、この認識結果と、電流センサ（３）３１００により測定された昇圧電流Ｉ（３）とに基づいて、温度上昇ΔＴ（３）を推定することができる。
【００９６】
冷却水温推定部（１）６１１０は、温度上昇推定部（１）６１００から、温度上昇ΔＴ（１）およびチップ温度センサ（１）１２００により測定されたＭＧ（１）インバータ１０００のパワー素子の温度Ｔ（１）を受信し、チップ温度センサ（１）により測定されたパワー素子の温度Ｔ（１）から、温度上昇推定部（１）６１００により推定された温度上昇ΔＴ（１）を減算することにより、冷却水の水温ＷＴ（１）を推定する。
【００９７】
冷却水温推定部（２）６２１０は、温度上昇推定部（２）６２００から、温度上昇ΔＴ（２）およびチップ温度センサ（２）２２００により測定されたＭＧ（２）インバータ２０００のパワー素子の温度Ｔ（２）を受信し、チップ温度センサ（２）により測定されたパワー素子の温度Ｔ（２）から、温度上昇推定部（２）６２００により推定された温度上昇ΔＴ（２）を減算することにより、冷却水の水温ＷＴ（２）を推定する。
【００９８】
冷却水温推定部（３）６３１０は、温度上昇推定部（３）６３００から、温度上昇ΔＴ（３）およびチップ温度センサ（３）３２００により測定された昇圧コンバータ３０００のパワー素子の温度Ｔ（３）を受信し、チップ温度センサ（３）により測定されたパワー素子の温度Ｔ（３）から、温度上昇推定部（３）６３００により推定された温度上昇ΔＴ（３）を減算することにより、冷却水の水温ＷＴ（３）を推定する。
【００９９】
図６を参照して、本実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータシステムにおける制御部６５００で実行されるメインプログラムの制御構造について説明する。
【０１００】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、サンプリングタイムに到達したか否かを判断する。サンプリングタイムに到達すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ２００へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、サンプリングタイムに到達するまで待つ。このサンプリングタイムは、たとえば、１００ｍｓｅｃなどに設定される。このサンプリングタイムは一例であって本発明を限定するものではない。
【０１０１】
Ｓ２００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に、ＭＧ（１）インバータ１０００のパワー素子であるチップ、ＭＧ（２）インバータ２０００のパワー素子であるチップおよび昇圧コンバータ３０００のパワー素子であるチップの、それぞれの温度Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）を検知させる。このとき、温度上昇推定部（１）６１００は、チップ温度Ｔ（１）に、チップ温度センサ（１）１２００により測定された値を代入する。温度上昇推定部（２）６２００は、チップ温度Ｔ（２）に、チップ温度センサ（２）２２００により測定された値を代入する。温度上昇推定部（３）６３００は、チップ温度Ｔ（３）に、チップ温度センサ（３）３２００により測定された値を代入する。
【０１０２】
Ｓ３００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００における、出力電流Ｉ（１）、Ｉ（２）、昇圧電流Ｉ（３）を検知させる。このとき、温度上昇推定部（１）６１００は、出力電流Ｉ（１）として電流センサ（１）１１００により計測された電流値を代入する。温度上昇推定部（２）６２００は、出力電流Ｉ（２）として電流センサ（２）２１００により計測された電流値を代入する。温度上昇推定部（３）６３００は、昇圧電流Ｉ（３）として電流センサ（３）３１００により計測された電流値を代入する。
【０１０３】
Ｓ４００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に、各チップの制御状態を検知させる。たとえば、ＭＧ（１）インバータ１０００およびＭＧ（２）インバータ２０００については、力行状態であるか回生状態であるか、キャリア周波数や矩形出力状態を検知させる。
【０１０４】
Ｓ５００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に、Ｓ４００にて検知した各チップの制御状態に基づいて、各チップに適用されるマップを図３〜図５の中から選択させる。
【０１０５】
Ｓ６００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に、選択されたマップを用いて、各チップ毎の、温度上昇ΔＴ（１）、ΔＴ（２）、ΔＴ（３）を算出させる。このとき、図３〜図５のマップの中で、それぞれの制御状態に対応するマップが選択される。温度上昇推定部（１）６１００は、出力電流Ｉ（１）から温度上昇ΔＴ（１）を算出する。温度上昇推定部（２）６２００は、出力電流Ｉ（２）から温度上昇ΔＴ（２）を算出する。温度上昇推定部（３）６３００は、昇圧電流Ｉ（３）から温度上昇ΔＴ（３）を算出する。
【０１０６】
Ｓ７００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、冷却水温推定部（１）６１１０、冷却水温推定部（２）６２１０および冷却水温推定部（３）６３１０に、各チップ毎の、冷却水の推定水温ＷＴ（１）、ＷＴ（２）、ＷＴ（３）を算出させる。このとき、冷却水温推定部（１）６１１０は、ＷＴ（１）＝Ｔ（１）−ΔＴ（１）の演算を実行する。冷却水温推定部（２）６２１０は、ＷＴ（２）＝Ｔ（２）−ΔＴ（２）の演算を実行する。冷却水温推定部（３）６３１０は、ＷＴ（３）＝Ｔ（３）−ΔＴ（３）の演算を実行する。
【０１０７】
Ｓ１０００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、処理部６７００に、冷却水の推定水温の確定処理を実行させる。この冷却水の推定水温の確定処理についての詳しい説明は後述する。
【０１０８】
Ｓ２０００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、処理部６７００に、温度センサ異常処理を実行させる。この温度センサ異常処理についての詳しい説明は後述する。
【０１０９】
Ｓ３０００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、処理部６７００に、冷却水温異常処理を実行させる。この冷却水温異常処理についての詳しい説明は後述する。
【０１１０】
Ｓ４０００にて、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００は、処理部６７００に、チップ温度異常処理を実行させる。このチップ温度異常処理についての詳しい説明は後述する。
【０１１１】
図７を参照して、処理部６７００で実行される冷却水の推定水温の確定処理について説明する。
【０１１２】
Ｓ１０１０にて、処理部６７００は、推定水温差を算出する。このとき、処理部６７００は、ΔＷＴ（１２）＝｜ΔＴ（１）−ΔＴ（２）｜、ΔＷＴ（２３）＝｜ΔＴ（２）−ΔＴ（３）｜、ΔＷＴ（３１）＝｜ΔＴ（３）−ΔＴ（１）｜の演算を行ない、３つの推定水温差を算出する。
【０１１３】
Ｓ１０２０にて、処理部６７００は、３つの推定水温差のすべてがしきい値以下であるか否かを判断する。３つの推定水温差のすべてがしきい値以下であると（Ｓ１０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０２０にてＮＯ）、処理はＳ１０４０へ移される。
【０１１４】
Ｓ１０３０にて、処理部６７００は、すべての温度センサを正常であると判断する。Ｓ１０４０にて、処理部６７００は、最小の推定水温差を演算するために用いた２つの温度センサを正常、残りの１つの温度センサを異常と判断する。その後、処理はＳ１０５０へ移される。
【０１１５】
Ｓ１０５０にて、処理部６７００は平均値処理を実行するか否かを判断する。この判断は、予め記憶部６６００に記憶された平均値処理を行なうか否かを表わすフラグの状態に基づいて行なわれる。平均値処理を行なう場合には（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０６０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０５０にてＮＯ）、処理はＳ１０７０へ移される。
【０１１６】
Ｓ１０６０にて、処理部６７００は、正常な温度センサにより推定された水温の平均値を、冷却水温の推定値として確定させる。
【０１１７】
Ｓ１０７０にて、処理部６７００は、正常な温度センサの中に代表センサが含まれるか否かを判断する。ここで代表センサとは、冷却通路５０００における冷却水の温度を代表する温度であって、たとえば冷却通路５０００において冷却水の温度分布がある場合に、最も高い部分の温度を測定するセンサをいう。正常な温度センサの中に代表センサが含まれる場合には（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、処理はＳ１０８０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０７０にてＮＯ）、処理はＳ１０６０へ移される。
【０１１８】
Ｓ１０８０にて、処理部６７００は、正常な代表センサである温度センサにより推定された水温を冷却水温の推定値として確定させる。
【０１１９】
図８を参照して、処理部６７００で実行される温度センサ異常処理について説明する。
【０１２０】
Ｓ２０１０にて、処理部６７００は、異常と判断された温度センサがあるか否かを判断する。異常と判断された温度センサがあると（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０１０にてＮＯ）、この温度センサ異常処理は終了する。
【０１２１】
Ｓ２０２０にて、処理部６７００は、異常と判断された温度センサについての警告情報を出力部７０００に出力する。
【０１２２】
図９を参照して、処理部６７００で実行される冷却水温異常処理について説明する。
【０１２３】
Ｓ３０１０にて、処理部６７００は、確定された冷却水温が水温しきい値よりも高いか否かを判断する。確定された冷却水温が水温しきい値よりも高い場合には（Ｓ３０１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３０２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ３０１０にてＮＯ）、この冷却水温異常処理は終了する。
【０１２４】
Ｓ３０２０にて、処理部６７００は、冷却水の温度についての警告情報を出力部７０００に出力する。
【０１２５】
図１０を参照して、処理部６７００で実行されるチップ温度異常処理について説明する。
【０１２６】
Ｓ４０１０にて、処理部６７００は、正常な温度センサによる各チップの温度を読出す。このとき、すべての温度センサが正常であると、ＭＧ（１）インバータ１０００についてはチップ温度センサ（１）１２００により計測された温度が、ＭＧ（２）インバータ２０００についてはチップ温度センサ（２）２２００により計測された温度が、昇圧コンバータ３０００についてはチップ温度センサ（３）３２００により計測された温度が読出される。
【０１２７】
Ｓ４０２０にて、チップ温度がチップ温度しきい値よりも高いか否かを判断する。チップ温度がチップ温度しきい値よりも高い場合には（Ｓ４０２０にてＹＥＳ）、処理はＳ４０３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ４０１０にてＮＯ）、このチップ温度異常処理は終了する。
【０１２８】
Ｓ４０３０にて、処理部６７００は、そのチップについての警告情報を制御部６５００と出力部７０００とに出力する。
【０１２９】
処理部６７００において実行される温度センサ異常処理（Ｓ２０００）、冷却水温異常処理（Ｓ３０００）およびチップ温度異常処理（Ｓ４０００）において出力部７０００に警告情報が出力されると、出力部７０００は、たとえば運転席の前にあるインジケータに警告情報を表示する。また、チップ温度異常処理（Ｓ４０００）においてチップについての警告情報は、出力部７０００のみではなく制御部６５００にも出力される。このとき、制御部６５００は、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００および昇圧コンバータ３０００の運転に制限を加えたり、運転を停止させたりする。
【０１３０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータシステムの動作について説明する。
【０１３１】
制御部６５００は、車両の運転状態に基づいて、ＭＧ（１）インバータ１０００、ＭＧ（２）インバータ２０００、昇圧コンバータ３０００の制御状態を判断して、それぞれに制御信号を送信する。また、制御部６５００は、それぞれの制御状態を温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００に送信する。このような状態でＭＧ（１）インバータ１５００、ＭＧ（２）インバータ２５００、および昇圧コンバータ３０００が運転される。この運転によりＭＧ（１）インバータ１０００のパワー素子、ＭＧ（２）インバータ２０００のパワー素子、昇圧コンバータ３０００のパワー素子がそれぞれ発熱し、冷却通路５０００に充填された冷却水により冷却される。
【０１３２】
ＨＶ＿ＥＣＵ６０００はサンプリングタイム毎に（Ｓ１００にてＹＥＳ）、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００にそれぞれのチップにおける温度上昇ΔＴを推定させる。
【０１３３】
温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００は、それぞれ、チップの温度Ｔ（１）、Ｔ（２）、Ｔ（３）を検知し（Ｓ２００）、出力電流Ｉ（１）、Ｉ（２）、昇圧電流Ｉ（３）を検知する（Ｓ３００）。温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００は、それぞれ、制御部６５００から送信された各チップの制御状態を検知し（Ｓ４００）、各チップに適用されるマップを選択する（Ｓ５００）。
【０１３４】
温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００は、それぞれ、選択されたマップを用いて、各チップ毎の、温度上昇ΔＴ（１）、ΔＴ（２）、ΔＴ（３）を算出する（Ｓ６００）。
【０１３５】
冷却水温推定部（１）６１１０、冷却水温推定部（２）６２１０および冷却水温推定部（３）６３１０は、それぞれ、各チップ毎に、冷却水の推定水温ＷＴ（１）、ＷＴ（２）、ＷＴ（３）を算出する（Ｓ７００）。このとき、冷却水温推定部（１）６１１０は、ＷＴ（１）＝Ｔ（１）−ΔＴ（１）を、冷却水温推定部（２）６２１０は、ＷＴ（２）＝Ｔ（２）−ΔＴ（２）を、冷却水温推定部（３）６３１０は、ＷＴ（３）＝Ｔ（３）−ΔＴ（３）を演算する。
【０１３６】
各チップ毎の冷却水の推定水温が算出されると、処理部６７００により冷却水の推定水温の確定処理が実行される（Ｓ１０００）。処理部６７００により、推定水温差ΔＷＴ（１２）、ΔＷＴ（２３）およびΔＷＴ（３１）がそれぞれ算出される（Ｓ１１１０）。３つの水温差のすべてがしきい値以下である場合には（Ｓ１２１０にてＹＥＳ）、すべての温度センサが正常と判断される（Ｓ１３２０）。
【０１３７】
３つの推定水温差のなかにしきい値以下でないものが含まれる場合には（Ｓ１２１０にてＮＯ）、最小の推定水温値を算出するために用いた２つの温度センサが正常であると、残りの１つの温度センサが異常であると判断される（Ｓ１４１０）。
【０１３８】
たとえば、少なくとも１つの推定水温差がしきい値を超えていて、ΔＷＴ（１２）がΔＷＴ（２３）およびΔＷＴ（３１）よりも小さい場合を説明する。この場合には、３つの推定水温差の中で最小のΔＷＴ（１２）を算出するために用いられたΔＴ（１）およびΔＴ（２）を算出するために使用されたチップ温度を測定したチップ温度センサ（１）１２００およびチップ温度センサ（２）２２００が正常と判断される。残りの１つであるチップ温度センサ（３）３２００が異常と判断される。
【０１３９】
正常な温度センサが複数あって平均値処理を行なう場合には（Ｓ１０５０にてＹＥＳ）、正常な温度センサにより推定された水温の平均値を冷却水温推定値として確定させる（Ｓ１０６０）。
【０１４０】
正常な温度センサの中に代表センサが含まれる場合には（Ｓ１０７０にてＹＥＳ）、正常な代表センサである温度センサにより推定された水温を冷却水温の推定値として確定させる（Ｓ１０８０）。
【０１４１】
異常と判断された温度センサがある場合には（Ｓ２０１０にてＹＥＳ）、異常と判断された温度センサについての警告情報が出力部７０００に出力され（Ｓ２０２０）、運転席前のインジケータに温度センサ異常を表わす情報が表示される。
【０１４２】
確定された冷却水温が水温異常を表わす水温しきい値よりも高いと（Ｓ３０１０にてＹＥＳ）、冷却水の温度についての警告情報が出力部７０００に出力され、運転席前のインジケータに冷却水温異常を表わす情報が表示される。
【０１４３】
正常な温度センサによるチップの温度が読出され、そのチップの温度がチップ異常を表わすチップ温度しきい値よりも高い場合には（Ｓ４０２０にてＹＥＳ）、そのチップについての警告情報が制御部６５００と出力部７０００とに出力される（Ｓ４０３０）。このとき運転席前のインジケータに異常であると判断されたパワー素子を含む電気回路の異常を表わす情報や、昇圧コンバータ付きインバータシステムの異常を表わす情報が表示される。
【０１４４】
以上のようにして、本実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータシステムによると、インバータやコンバータに含まれるパワー素子を同じ冷却水を用いて冷却する。この際、インバータやコンバータのパワー素子の温度を測定するとともに、インバータやコンバータからの出力電流を測定する。出力電流に基づいて温度上昇を推定し、推定された温度上昇を測定されたパワー素子の温度から減算することにより、冷却水の推定水温を算出することができる。したがって、冷却水を測定する温度センサの必要がなくなる。また、複数設けられた温度センサの異常を推定された冷却水温に基づいて監視することができる。また複数の正常な温度センサを用いて冷却水の水温を正確に算出することにより正確に冷却水温を監視することができる。さらにチップの温度異常を正確に監視することができる。さらに冷却媒体の温度異常を正確に監視することができる。
【０１４５】
なお、上述した説明においては、ＨＶ＿ＥＣＵ６０００において、温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００を各チップ毎に分けた構成とし、冷却水温推定部（１）６１１０、冷却水温推定部（２）６２１０および冷却水温推定部（３）６３１０を各チップ毎に分けた構成としたが、本発明はこれに限定されない。温度上昇推定部（１）６１００、温度上昇推定部（２）６２００および温度上昇推定部（３）６３００を、１つの温度上昇推定部として、冷却水温推定部（１）６１１０、冷却水温推定部（２）６２１０および冷却水温推定部（３）６３１０を、１つの冷却水温推定部としてもよいし、さらに、温度上昇推定部と冷却水温推定部とを１つの処理部としてもよい。
【０１４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る昇圧コンバータ付きインバータの構成図である。
【図２】冷却のメカニズムを模式的に表わした図である。
【図３】インバータの出力電流と温度上昇との関係を示す図（その１）である。
【図４】インバータの出力電流と温度上昇との関係を示す図（その２）である。
【図５】昇圧コンバータの昇圧電流と温度上昇との関係を示す図である。
【図６】ＨＶ＿ＥＣＵで実行されるメインプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】ＨＶ＿ＥＣＵで実行される冷却水の推定水温確定処理プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図８】ＨＶ＿ＥＣＵで実行される温度センサ異常処理プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図９】ＨＶ＿ＥＣＵで実行される冷却水温異常処理プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図１０】ＨＶ＿ＥＣＵで実行されるチップ温度異常処理プログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０００ ＭＧ（１）インバータ、１１００ 電流センサ（１）、１２００ チップ温度センサ（１）、１５００ ＭＧ（１）、２０００ ＭＧ（２）インバータ、２１００ 電流センサ（２）、２２００ チップ温度センサ（２）、２５００ ＭＧ（２）、３０００ 昇圧コンバータ、３１００ 電流センサ（３）、３２００ チップ温度センサ（３）、４０００ バッテリ、５０００ 冷却通路、６０００ ＨＶ＿ＥＣＵ、６１００ 温度上昇推定部（１）、６１１０ 冷却水温推定部（１）、６２００ 温度上昇推定部（２）、６２１０ 冷却水温推定部（２）、６３００ 温度上昇推定部（３）、６３１０ 冷却水温推定部（３）、６５００ 制御部、６６００ 記憶部、６７００ 処理部、７０００ 出力部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electric circuit such as a power element module for electric power used in an electric vehicle, a hybrid vehicle, and a fuel cell vehicle, and more particularly, to a monitoring device and a monitoring method for monitoring a temperature abnormality in the electric circuit.
[0002]
[Prior art]
An inverter that supplies a predetermined AC power to a coil of a motor such as an electric vehicle includes a power switching element, a smoothing capacitor, and the like. As the power semiconductor, a power element formed on a semiconductor chip such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor: an insulated gate bipolar transistor) or a power MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field-effect Transistor) is used. The semiconductor chip on which the power element is formed is sealed in a power element module.
[0003]
In such a power element module, since a large current flows through the sealed power element itself, the power element may generate heat. Therefore, in order to prevent excessive heat generation, it is necessary to measure the temperature of the sealed semiconductor chip and perform control such as limiting the output of the inverter when the chip temperature exceeds a certain temperature. In order to perform such control, it is necessary to accurately measure the temperature of the sealed semiconductor chip.
[0004]
Japanese Patent Laying-Open No. 2000-60105 (Patent Document 1) discloses a detection device that accurately measures the temperature of a semiconductor chip. The detecting device disclosed in Patent Document 1 is a temperature detecting device in a module of a power element module in which a power element is sealed, and has an electrode terminal connected to the power element with a thin metal wire on a surface of the power element. A temperature detecting element was attached via a material, and the temperature inside the module was detected by the temperature detecting element.
[0005]
According to the detection device disclosed in Patent Literature 1, the electrode terminal is connected to a semiconductor chip sealed in a module using a material having a high thermal conductivity and has substantially the same temperature as the semiconductor chip. By connecting the temperature detecting element to another metal wiring connected to the terminal or the electrode terminal, it is possible to detect the temperature of the semiconductor chip in the module with high accuracy.
[0006]
In some cases, a cooling system is provided for the heat generated by such a power element. For example, using a cooling body having a large number of cooling fins as a cooling system, a power element is mounted on the cooling body, and these elements are connected so as to form a converter and an inverter. Heat generated due to steady-state loss (loss when the main circuit current is flowing) and switching loss (loss generated when the main circuit current is turned on and off) of the IGBT, which is a main component of the inverter and the like, is transmitted to the cooling fins, In this case, the heat is exhausted by the cooling fan.
[0007]
Japanese Patent Laying-Open No. 2002-95155 (Patent Document 2) discloses a method for monitoring such an abnormality of the cooling system. According to the monitoring method disclosed in Patent Document 2, in a static power conversion device that is unitized including a semiconductor power conversion element thermally coupled to a cooling body, the amount of heat generated is calculated from the output current of the conversion device. A step of estimating and calculating the temperature rise of the cooling body and the temperature rise inside the unit based on the result; and a step of estimating and calculating the theoretical temperature of the cooling body from the unit temperature rise temperature estimation calculation output and the unit internal temperature measurement output. Issuing a warning by comparing the sum of the cooling body rise temperature estimation calculation output and the cooling body theoretical temperature estimation calculation output with the cooling body temperature measurement output.
[0008]
According to the monitoring method disclosed in Patent Document 2, in a static power converter that is unitized including a semiconductor power converter that is thermally coupled to a cooling body, the amount of heat generated is calculated from the output current of the converter. The temperature rise of the cooling body and the temperature rise inside the unit are estimated and calculated based on the result, and the theoretical temperature of the cooling body is estimated and calculated from the calculation output of the temperature rise inside the unit and the temperature measurement output inside the unit. An alarm is issued by comparing the sum of the estimated calculation output and the cooling body theoretical temperature estimation calculation output with the cooling body temperature measurement output. In this way, when an abnormality occurs in the cooling system of the inverter while the power converter is operating, an alarm is issued before the abnormality progresses too much, and the system is stopped according to the procedure, thus avoiding damage due to sudden stoppage. Further, it is possible to avoid unnecessary labor for maintenance due to delay.
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2000-60105 A
[0010]
[Patent Document 2]
JP-A-2002-95155
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the temperature detection device disclosed in Patent Literature 1, when an abnormality occurs in the temperature detection element that detects the temperature in the module, there is no method for detecting the occurrence of the abnormality, so that the temperature cannot be detected correctly. .
[0012]
The monitoring method disclosed in Patent Literature 2 requires a cooling body temperature sensor. In addition, when an abnormality occurs in the temperature detection element inside the unit or the detection element that directly measures the actual temperature of the cooling body, there is no way to detect the occurrence of the abnormality. Can not. Further, when cooling a plurality of inverters, even if an abnormality occurs in any of the temperature detection elements provided in each of the plurality of inverters, the temperature detection element in which the abnormality has occurred cannot be specified.
[0013]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and has as its object to monitor abnormalities of a plurality of temperature sensors that measure the temperature of a chip in an electric circuit including a plurality of chips that generate heat. To provide a monitoring device and a monitoring method. It is another object of the present invention to provide a monitoring device and a monitoring method for accurately monitoring the temperature of a cooling medium that cools an electric circuit. Still another object of the present invention is to provide a monitoring device and a monitoring method for accurately monitoring the temperature of a cooling medium without directly measuring the temperature of the cooling medium. Still another object of the present invention is to provide a monitoring device and a monitoring method for monitoring a chip abnormality. Still another object of the present invention is to provide a monitoring device and a monitoring method for monitoring an abnormality of a cooling medium.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A monitoring device according to a first aspect of the present invention monitors an electric circuit in which a cooling medium for cooling heat generated from a plurality of chips has a configuration common to a plurality of chips. The monitoring device includes a plurality of measuring units for measuring the temperatures of the plurality of chips, a plurality of detecting units for respectively detecting the state amounts of the plurality of chips, and a state amount of the chip for each chip. Storage means for storing in advance the relationship with the temperature change amount based on the state quantity; and calculation means for calculating the temperature change amount for each chip based on the relationship between the detected state quantity and the temperature change amount. And estimating means for calculating an estimated temperature value of the cooling medium based on the measured chip temperature and the amount of temperature change for each chip.
[0015]
According to the first invention, the respective temperatures of the plurality of chips are measured by the measuring means, and the output current values from the respective inverter circuits, for example, are detected as the state quantities of the plurality of chips by the detecting means. . The temperature change amount is calculated by the calculation means based on the relationship between the output current value stored in the storage means and the temperature change amount determined by the output current value, and the detected output current value. The estimating means calculates an estimated temperature value of the cooling medium for each chip by subtracting a temperature change amount from the measured chip temperature. With this, if the measuring means and the detecting means arranged on each of the plurality of chips are operating normally, the cooling medium is common to the plurality of chips, so that the temperatures of the cooling medium are all calculated as the same estimated temperature value. You. As a result, a monitoring device that can detect the temperature of the cooling medium without requiring a temperature sensor for the cooling medium can be provided.
[0016]
In the monitoring device according to the second aspect, in addition to the configuration of the first aspect, the state quantity is a current value output from the chip.
[0017]
According to the second aspect, it is possible to calculate a temperature change amount from an output current value using a current value output from an inverter circuit or the like, and calculate an estimated temperature value of the cooling medium using the temperature change amount. it can.
[0018]
In a monitoring device according to a third aspect, in addition to the configuration of the first aspect, the electric circuit includes an inverter circuit. The storage means includes means for storing in advance the relationship between the state quantity of the chip and the temperature change amount based on the state quantity according to the control state of the inverter circuit.
[0019]
According to the third aspect, the storage means stores in advance the relationship between the state amount of the chip and the temperature change amount based on the state amount according to a control state such as a powering control state or a regenerative control state which is a control state of the inverter circuit. Remember. Therefore, the temperature change amount can be calculated more accurately based on the output current value in accordance with the control state of the inverter circuit. As a result, since the temperature change amount thus accurately calculated is used, the estimated temperature value of the cooling medium can be calculated more accurately.
[0020]
The monitoring device according to a fourth aspect of the present invention further includes, in addition to the configuration of any one of the first to third aspects, a judging unit for judging the operating states of the plurality of measuring units based on the estimated temperature value.
[0021]
According to the fourth aspect, since the cooling medium is common to a plurality of chips, the temperatures of the cooling medium must all be calculated as the same estimated temperature value. Nevertheless, if the measuring means arranged in each of the plurality of chips does not operate normally, the same estimated temperature value will not be obtained. By utilizing this, the determining means can determine whether the measuring means is operating normally. As a result, it is possible to detect an abnormality of the measuring means for measuring the temperature of the chip.
[0022]
In the monitoring device according to a fifth aspect, in addition to the configuration of the fourth aspect, the determining means determines whether the operating state of each measuring means is normal or abnormal based on the estimated temperature value. Means.
[0023]
According to the fifth aspect, it is possible to determine whether the operating state of each measuring unit is normal or abnormal based on how the estimated temperature value differs for each chip.
[0024]
In the monitoring device according to a sixth aspect, in addition to the configuration of the fourth aspect, the plurality of chips are three or more chips. The determination means calculates the absolute value of the difference between the estimated temperature values for the combination of two chips extracted from the three or more chips for all the combinations, and calculates the absolute value of the difference between the calculated estimated temperature values. Means for determining the operating state of each measuring means based on the
[0025]
According to the sixth aspect, for example, when the number of chips is three, the determination unit determines the first estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip measured by the measurement unit of the first chip; The absolute value of the difference from the second estimated temperature value calculated based on the chip temperature measured by the second chip measuring means, the second estimated temperature value, and the difference measured by the third chip measuring means. The absolute value of the difference between the third estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip and the absolute value of the difference between the third estimated temperature value and the first estimated temperature value are determined. If all three absolute values are equal to or smaller than the threshold value, all three measuring means are determined to be normal. If any of the three absolute values exceeds the threshold value, the two measuring means for measuring the temperature of the chip used for calculating the smallest absolute value among the three absolute values are normal. Thus, it can be determined that the remaining one measuring means is not normal.
[0026]
In the monitoring device according to the seventh aspect, in addition to the configuration of the sixth aspect, the determining means determines that an absolute value of the difference between the calculated estimated temperature values is smaller than a predetermined threshold value. It includes means for determining that the operating state of the measuring means used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values is normal.
[0027]
According to the seventh aspect, when the absolute value of the difference between the estimated temperature values is smaller than the threshold value, it is determined that the operating state of the measuring means used to calculate the absolute value of the difference between the estimated temperature values is normal. I can judge.
[0028]
In the monitoring device according to an eighth aspect, in addition to the configuration of the sixth aspect, the determining unit determines whether the operating state of the measuring unit used to calculate the absolute value of the minimum difference between the estimated temperature values is smaller. Includes means for determining normal.
[0029]
According to the eighth aspect, it is possible to determine that the operating state of the measuring means used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values is the normal.
[0030]
A monitoring device according to a ninth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to eighth aspects, is further configured to determine an estimated temperature of the cooling medium based on a plurality of estimated temperature values calculated by the estimating means. It further includes a determining means.
[0031]
According to the ninth aspect, for example, an average value of a plurality of estimated temperature values can be calculated, and the average value can be determined as the estimated temperature of the cooling medium.
[0032]
In the monitoring device according to the tenth aspect, in addition to the configuration of the ninth aspect, the determining means is calculated by using the temperature of the chip measured by the measuring means whose operating state is determined to be normal. Means for determining an estimated temperature of the cooling medium based on the estimated temperature value.
[0033]
According to the tenth aspect, for example, it is possible to calculate the average value of the estimated temperature values calculated based on the temperature of the chip measured by the normal measuring means and determine the average value as the estimated temperature of the cooling medium. it can.
[0034]
In the monitoring device according to the eleventh aspect, in addition to the configuration of the ninth aspect, the determining means is calculated using the temperature of the chip measured by the measuring means determined to be normal in the operating state. Means for calculating an average value of the estimated temperature values and determining the average value as the estimated temperature of the cooling medium is included.
[0035]
According to the eleventh aspect, it is possible to calculate the average value of the estimated temperature values calculated based on the temperature of the chip measured by the normal measuring means, and determine the average value as the estimated temperature of the cooling medium. .
[0036]
In the monitoring device according to the twelfth aspect, in addition to the configuration of the ninth aspect, the determining means determines that the predetermined operating state of the measuring means is normal among the plurality of measuring means. And means for determining an estimated temperature value calculated using the temperature of the chip measured by the predetermined measuring means as the estimated temperature of the cooling medium.
[0037]
According to the twelfth aspect, a chip that can most accurately represent the temperature of the cooling medium can be determined in advance, and when the measuring means of the chip is normal, the temperature of the chip is determined based on the temperature of the chip. The estimated temperature value calculated as described above can be determined as the estimated temperature of the cooling medium. Thereby, for example, when the cooling medium cooling passage is complicated and the highest temperature portion can be specified, the estimated temperature value calculated based on the temperature of the nearby chip is used as the estimated temperature of the cooling medium. Once determined, a warning or the like for the temperature rise can be issued earlier.
[0038]
A monitoring device according to a thirteenth aspect of the present invention is the monitoring device according to any one of the fourth to eighth aspects, further comprising: detecting a temperature of the chip based on a temperature of the chip measured by a measuring unit whose operation state is determined to be normal. An abnormal chip detecting means for detecting an abnormal temperature is further included.
[0039]
According to the thirteenth aspect, when the temperature of the chip measured by the measuring means determined to be normal is higher than the predetermined threshold value, the abnormal temperature of the chip can be detected. it can.
[0040]
A monitoring device according to a fourteenth aspect of the present invention is the monitoring device according to any one of the ninth to twelfth aspects, further comprising detecting an abnormal temperature of the cooling medium based on the estimated temperature of the cooling medium determined by the determining unit. It further includes a cooling medium abnormality detecting means.
[0041]
According to the fourteenth aspect, the estimated temperature of the cooling medium determined by the determination unit using the estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip measured by the measurement unit determined that the operation state is normal is: When the temperature exceeds a predetermined threshold value, an abnormal temperature of the cooling medium can be detected.
[0042]
In a monitoring method according to a fifteenth aspect, a cooling medium for cooling heat generated from a plurality of chips monitors an electric circuit having a configuration common to the plurality of chips. This monitoring method includes a measuring step of measuring a temperature of each of the plurality of chips, a detecting step of detecting a state quantity of each of the plurality of chips, a state quantity of each chip, and a temperature change amount based on the state quantity. And a calculating step of calculating a temperature change amount for each chip based on a relationship between the detected state quantity and the temperature change amount, and a measurement step of each chip. An estimating step of calculating an estimated temperature value of the cooling medium based on the temperature and the temperature change amount.
[0043]
According to the fifteenth aspect, the respective temperatures of the plurality of chips are respectively measured in the measuring step, and the output current values from the respective inverter circuits, for example, are detected as the respective state quantities of the plurality of chips in the detecting step, respectively. Is done. In the calculation step, the temperature change amount is calculated based on the relationship between the output current value prepared in the preparation step and the temperature change amount determined by the output current value, and the detected output current value. In the estimation step, an estimated temperature value of the cooling medium is calculated for each chip by subtracting the amount of temperature change from the measured temperature of the chip. As a result, if the measurement step and the detection step for a plurality of chips are normally performing the measurement operation and the detection operation, the temperature of the cooling medium is calculated as the same estimated temperature value because the cooling medium is common to the plurality of chips. Is done. As a result, it is possible to provide a monitoring method capable of detecting the temperature of the cooling medium without requiring a temperature sensor for the cooling medium.
[0044]
In the monitoring method according to a sixteenth aspect, in addition to the configuration of the fifteenth aspect, the state quantity is a current value output from the chip.
[0045]
According to the sixteenth aspect, a temperature change amount is calculated from an output current value using a current value output from an inverter circuit or the like, and an estimated temperature value of the cooling medium is calculated using the temperature change amount. it can.
[0046]
In a monitoring method according to a seventeenth aspect, in addition to the configuration of the fifteenth aspect, the electric circuit includes an inverter circuit. The preparation step includes a step of preparing in advance a relationship between a state amount of the chip and a temperature change amount based on the state amount according to the control state of the inverter circuit.
[0047]
According to the seventeenth aspect, in the preparatory step, a relationship between a state amount of the chip and a temperature change amount based on the state amount according to a control state such as a powering control state or a regenerative control state which is a control state of the inverter circuit is determined in advance. Be prepared. Therefore, the temperature change amount can be calculated more accurately based on the output current value in accordance with the control state of the inverter circuit. As a result, since the temperature change amount thus accurately calculated is used, the estimated temperature value of the cooling medium can be calculated more accurately.
[0048]
The monitoring method according to an eighteenth aspect of the present invention further includes, in addition to the configuration of any one of the fifteenth to seventeenth aspects, a determining step of determining a measurement state in the measuring step based on the estimated temperature value.
[0049]
According to the eighteenth aspect, since the cooling medium is common to a plurality of chips, the temperatures of the cooling medium must all be calculated as the same estimated temperature value. Nevertheless, if the measurement step for each of the plurality of chips does not measure properly, the same estimated temperature value will not be obtained. Utilizing this, it can be determined in the determining step whether the measuring step is operating normally. As a result, an abnormality of a measurement sensor or the like in a measurement step of measuring the temperature of the chip can be detected.
[0050]
In the monitoring method according to a nineteenth aspect, in addition to the configuration of the eighteenth aspect, the determining step determines, based on the estimated temperature value, whether the measurement state in the measurement step is normal or abnormal. including.
[0051]
According to the nineteenth aspect, it is possible to determine whether the measurement state in each measurement step is normal or abnormal, based on how the estimated temperature value differs for each chip.
[0052]
In the monitoring method according to the twentieth aspect, in addition to the configuration of the eighteenth aspect, the plurality of chips are three or more chips. The determining step calculates the absolute value of the difference between the estimated temperature values for the combination of the two chips extracted from the three or more chips for all the combinations, and calculates the absolute value of the difference between the calculated estimated temperature values. And determining the measurement state in the measurement step based on
[0053]
According to the twentieth aspect, for example, when the number of chips is three, in the determination step, the first estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip measured by the measuring means of the first chip; The absolute value of the difference from the second estimated temperature value calculated based on the chip temperature measured by the second chip measuring means, the second estimated temperature value, and the difference measured by the third chip measuring means. The absolute value of the difference between the third estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip and the absolute value of the difference between the third estimated temperature value and the first estimated temperature value are determined. If all three absolute values are equal to or smaller than the threshold value, it is determined that the measurement states in the three measurement steps are all normal. If any of the three absolute values exceeds the threshold, the measurement state in two measurement steps of measuring the temperature of the chip used to calculate the smallest absolute value among the three absolute values Is normal, and it can be determined that the measurement state in the remaining one measurement step is not normal.
[0054]
In the monitoring method according to the twenty-first aspect, in addition to the configuration of the twentieth aspect, the determining step is performed when an absolute value of the calculated difference between the estimated temperature values is smaller than a predetermined threshold value. The method includes a step of determining that the measurement state in the measurement step used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values is normal.
[0055]
According to the twenty-first aspect, when the absolute value of the difference between the estimated temperature values is smaller than the threshold value, it is determined that the measurement state in the measurement step used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values is normal. I can judge.
[0056]
In the monitoring method according to the twenty-second aspect, in addition to the configuration of the twentieth aspect, the determining step includes determining whether a measurement state in the measurement step used for calculating the absolute value of the minimum difference between the estimated temperature values is the minimum. And determining that it is normal.
[0057]
According to the twenty-second aspect, it is possible to determine that the measurement state in the measurement step used for calculating the one having the smallest absolute value of the estimated temperature value is normal.
[0058]
The monitoring method according to a twenty-third aspect of the present invention is the monitoring method according to any one of the fifteenth to twenty-second aspects, further comprising: determining an estimated temperature of the cooling medium based on the plurality of estimated temperature values calculated in the estimation step. Further included.
[0059]
According to the twenty-third aspect, for example, an average value of a plurality of estimated temperature values can be calculated, and the average value can be determined as the estimated temperature of the cooling medium.
[0060]
In the monitoring method according to the twenty-fourth aspect, in addition to the configuration of the twenty-third aspect, the determining step is calculated using the temperature of the chip measured in the measuring step in which the measuring state is determined to be normal. Determining an estimated temperature of the cooling medium based on the estimated temperature value.
[0061]
According to the twenty-fourth aspect, for example, the average value of the estimated temperature values calculated based on the temperature of the chip measured in the normal measurement step is determined, and the average value is determined as the estimated temperature of the cooling medium. can do.
[0062]
In the monitoring method according to the twenty-fifth aspect, in addition to the configuration of the twenty-third aspect, the determining step is calculated using the temperature of the chip measured in the measuring step in which the measuring state is determined to be normal. Calculating an average value of the estimated temperature values and determining the average value as the estimated temperature of the cooling medium.
[0063]
According to the twenty-fifth aspect, the average value of the estimated temperature values calculated based on the temperature of the chip measured in the measurement step where the measurement state is determined to be normal is calculated, and the average value of the cooling medium is calculated. It can be determined as an estimated temperature.
[0064]
In the monitoring method according to the twenty-sixth aspect, in addition to the configuration of the twenty-third aspect, the determining step is performed when it is determined that the measurement state in the predetermined measurement step among the plurality of measurement steps is normal. Determining the estimated temperature value calculated using the temperature of the chip measured in the predetermined measurement step as the estimated temperature of the cooling medium.
[0065]
According to the twenty-sixth aspect, in a case where a chip that can most accurately represent the temperature of the cooling medium can be determined in advance, and when the measurement state in the measurement step for the chip is normal, the chip is The estimated temperature value calculated based on the temperature can be determined as the estimated temperature of the cooling medium. Thereby, for example, when the cooling medium cooling passage is complicated and the highest temperature portion can be specified, the estimated temperature value calculated based on the temperature of the nearby chip is used as the estimated temperature of the cooling medium. Once determined, a warning or the like for the temperature rise can be issued earlier.
[0066]
A monitoring method according to a twenty-seventh aspect of the present invention provides the monitoring method according to any one of the eighteenth to twenty-second aspects, further comprising the step of: measuring the temperature of the chip based on the temperature of the chip measured in the measurement step where the measurement state is determined to be normal The method further includes an abnormal chip detecting step of detecting an abnormal temperature.
[0067]
According to the twenty-seventh aspect, when the temperature of the chip measured in the measurement step in which the measurement state is determined to be normal exceeds a predetermined threshold value, it is possible to detect an abnormal temperature of the chip. it can.
[0068]
A monitoring method according to a twenty-eighth aspect of the present invention, in addition to the configuration according to any one of the twenty-third to twenty-sixth aspects, further includes a cooling medium that detects a temperature abnormality of the cooling medium based on the estimated temperature of the cooling medium determined in the determining step. The method further includes an abnormality detection step.
[0069]
According to the twenty-eighth aspect, the estimated temperature of the cooling medium determined in the determining step is determined by using the estimated temperature value calculated based on the temperature of the chip measured in the measuring step in which the measurement state is determined to be normal. When the temperature exceeds a predetermined threshold value, an abnormal temperature of the cooling medium can be detected.
[0070]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[0071]
Referring to FIG. 1, a configuration of an inverter system with a boost converter according to an embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, this inverter system with a boost converter includes a motor generator (hereinafter, motor generator is abbreviated as MG) (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000, and boost converter 3000. You.
[0072]
Power is supplied from boosting converter 3000 to boost converter 3000, and the voltage is boosted by boost converter 3000. The boosted power is supplied to MG (1) inverter 1000 and MG (2) inverter 2000.
[0073]
The inverter system with the boost converter is connected to the MG (1) inverter 1000, the MG (2) inverter 2000, the boost converter 3000, and various sensors connected to those devices, and controls an HV_ECU (Electronic Control) for controlling the inverter with the boost converter. (Unit) 6000 and an output unit 7000 for outputting an alarm.
[0074]
This inverter system with a boost converter is applied to, for example, a hybrid vehicle equipped with an engine and a motor generator. This vehicle is equipped with two motor generators (MG (1) 1500, MG (2) 2500) having different functions. The MG (1) inverter 1000 and MG (2) inverter 2000 that supply power to these motor generators (MG (1) 1500, MG (2) 2500) have a step-up converter because the voltage of battery 4000 is low. The voltage is supplied in a state where the voltage is increased by 3000.
[0075]
The MG (1) inverter 1000 has a chip temperature sensor (1) 1200 for measuring the temperature of a power element constituting the MG (1) inverter 1000 and an output current I (1) from the MG (1) inverter 1000. The chip temperature sensor (1) 1200 and the current sensor (1) 1100 are connected to the HV_ECU 6000.
[0076]
The MG (2) inverter 2000 has a chip temperature sensor (2) 2200 for measuring the temperature of a power element constituting the MG (2) inverter 2000 and an output current I (2) from the MG (2) inverter 2000. The current sensor (2) 2100 is connected to the chip temperature sensor (2) 2200 and the current sensor (2) 2100 is connected to the HV_ECU 6000.
[0077]
A battery 4000 that supplies power to boost converter 3000 is connected to boost converter 3000, and a chip temperature sensor (3) 3200 that measures the temperature of a power element included in boost converter 3000, and a boost current of boost converter 3000 The current sensor (3) 3100 for measuring I (3) is connected, and the chip temperature sensor (3) 3200 and the current sensor (3) 3100 are connected to the HV_ECU 6000.
[0078]
In such an inverter system configuration with a boost converter, MG (1) power element included inside inverter 1000, MG (2) power element included inside inverter 2000, and power element included inside boost converter 3000 Generates heat, so that a cooling passage 5000 through which a cooling medium flows is provided to cool the power elements. Through this cooling passage 5000, for example, water is circulated as a cooling medium.
[0079]
That is, cooling water common to MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000 and boost converter 3000 flows through cooling passage 5000. Cooling passage 5000 is provided so as to communicate MG (1) 1000, MG (2) 2000, and boost converter 3000, so that the temperature of the cooling water in cooling passage 5000 as the cooling medium in MG (1) inverter 1000, the MG (2) inverter 2000 and the boost converter 3000 have almost the same temperature.
[0080]
The structure of the HV_ECU 6000 will be described. HV_ECU 6000 includes a temperature rise estimating unit (1) 6100 and a cooling water temperature estimating unit (1) 6110 corresponding to MG (1) inverter 1000, and a temperature rise estimating unit (2) 6200 corresponding to MG (2) inverter 2000. And a cooling water temperature estimating section (2) 6210, and a temperature rise estimating section (3) 6300 and a cooling water temperature estimating section (3) 6310 corresponding to the boost converter 3000.
[0081]
The temperature rise estimating unit (1) 6100 is connected to the current sensor (1) 1100 and the chip temperature sensor (1) 1200. The temperature rise estimator (2) 6200 is connected to the current sensor (2) 2100 and the chip temperature sensor (2) 2200. The temperature rise estimating unit (3) 6300 is connected to the current sensor (3) 3100 and the chip temperature sensor (3) 3200.
[0082]
HV_ECU 6000 is connected to MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000, boost converter 3000, current sensor (1) 1100, current sensor (2) 2100, and current sensor (3) 3100, and MG (1) inverter 1000, a control unit 6500 for controlling MG (2) inverter 2000 and boost converter 3000. The control unit 6500 is connected to the temperature rise estimation unit (1) 6100, the temperature rise estimation unit (2) 6200, and the temperature rise estimation unit (3) 6300.
[0083]
The HV_ECU 6000 further includes a storage unit 6600 that stores various data, programs executed by the control unit 6500, threshold values used in the programs, and the like. The storage unit 6600 is connected to the temperature rise estimation unit (1) 6100, the temperature rise estimation unit (2) 6200, the temperature rise estimation unit (3) 6300, the control unit 6500, and the processing unit 6700.
[0084]
HV_ECU 6000 further includes a processing unit 6700 including a cooling water temperature estimation unit, a sensor abnormality detection unit, a water temperature abnormality detection unit, and a chip abnormality detection unit. Processing unit 6700 is connected to control unit 6500 and storage unit 6600, and is also connected to cooling water temperature estimation unit (1) 6110, cooling water temperature estimation unit (2) 6210, and cooling water temperature estimation unit (3) 6310, And it is connected to an output unit 7000 for outputting an alarm.
[0085]
Referring to FIG. 2, the cooling mechanism of each power element in MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000 and boost converter 3000 will be described.
[0086]
As shown in FIG. 2, the cooling mechanism in each power element is represented by an equivalent circuit, expressed using a material-constant thermal resistance. Based on the thermal resistance and the loss (output current) in each power element, the temperature rise ΔT of the power element can be calculated. Therefore, the temperature of the cooling water in cooling passage 5000 is estimated by subtracting the temperature rise ΔT from the chip temperature measured in each power element.
[0087]
Since the cooling passage 5000 communicates with the MG (1) inverter 1000, the MG (2) inverter 2000, and the boost converter 3000, the cooling water has substantially the same water temperature. Therefore, without directly measuring the temperature of the cooling water, the output currents of the MG (1) inverter 1000, the MG (2) inverter 2000 and the boost converter 3000 are measured, and the temperatures of the respective power elements are measured. By subtracting the temperature rise ΔT calculated from the output current I and the thermal resistance from the temperature of the power element, it is possible to calculate the estimated temperature of the cooling water.
[0088]
The relationship between the output current stored in storage unit 6600 of HV_ECU 6000 and the temperature rise of the inverter system with the boost converter according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0089]
FIG. 3 shows the relationship between output current I (1) in MG (1) inverter 1000 and temperature rise ΔT (1), and FIG. 4 shows output current I (2) in MG (2) inverter 2000 and temperature rise ΔT (1). FIG. 5 shows the relationship between the boost current I (3) and the temperature rise ΔT (3) in the boost converter 3000. As shown in FIGS. 3 to 5, in any case, when the output current I increases, the temperature increase ΔT increases.
[0090]
As shown in FIGS. 3 to 5, when the output current I in each circuit is measured, the temperature rise ΔT can be calculated. This temperature rise ΔT is calculated by multiplying the thermal resistance determined by the material and the loss (loss) depending on the output current I, as described above. As shown in FIGS. 3 to 5, all of MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000 and boost converter 3000 have characteristics in which the relationship between output current I and temperature rise ΔT differs depending on the control state. .
[0091]
For example, in the case of the inverter shown in FIGS. 3 and 4, the output current I and the temperature rise ΔT have different characteristics depending on whether the control state of the inverter is a powering state or a regenerative state. Therefore, different characteristics are stored in the storage unit 6600 for each control state.
[0092]
The temperature rise estimating unit (1) 6100, the temperature rise estimating unit (2) 6200, and the temperature rise estimating unit (3) 6300 are connected to the control unit 6500, respectively. (1) The control states of the inverter 1000, the MG (2) the inverter 2000, and the boost converter 3000 can be recognized.
[0093]
The temperature rise estimating unit (1) 6100 can estimate the temperature rise ΔT (1) based on the recognition result and the output current I (1) measured by the current sensor (1) 1100.
[0094]
The temperature rise estimating unit (2) 6200 can estimate the temperature rise ΔT (2) based on the recognition result and the output current I (2) measured by the current sensor (2) 2100.
[0095]
The temperature rise estimator (3) 6300 can estimate the temperature rise ΔT (3) based on the recognition result and the boost current I (3) measured by the current sensor (3) 3100.
[0096]
The cooling water temperature estimating unit (1) 6110 outputs the temperature rise ΔT (1) and the temperature T of the power element of the MG (1) inverter 1000 measured by the chip temperature sensor (1) 1200 from the temperature rise estimating unit (1) 6100. (1) is received, and the temperature rise ΔT (1) estimated by the temperature rise estimator (1) 6100 is subtracted from the power element temperature T (1) measured by the chip temperature sensor (1). , The coolant temperature WT (1) is estimated.
[0097]
The cooling water temperature estimating unit (2) 6210 outputs the temperature rise ΔT (2) from the temperature rise estimating unit (2) 6200 and the temperature T of the power element of the MG (2) inverter 2000 measured by the chip temperature sensor (2) 2200. (2) is received, and the temperature rise ΔT (2) estimated by the temperature rise estimator (2) 6200 is subtracted from the temperature T (2) of the power element measured by the chip temperature sensor (2). , The coolant temperature WT (2) is estimated.
[0098]
The cooling water temperature estimating unit (3) 6310 receives the temperature rise ΔT (3) and the temperature T (3) of the power element of the boost converter 3000 measured by the chip temperature sensor (3) 3200 from the temperature rise estimating unit (3) 6300. And the temperature rise ΔT (3) estimated by the temperature rise estimator (3) 6300 is subtracted from the temperature T (3) of the power element measured by the chip temperature sensor (3) to obtain the cooling water. Is estimated.
[0099]
Referring to FIG. 6, a control structure of a main program executed by control unit 6500 in the inverter system with a boost converter according to the present embodiment will be described.
[0100]
In step (hereinafter, step is abbreviated as S) 100, HV_ECU 6000 determines whether or not the sampling time has been reached. When the sampling time has been reached (YES in S100), the process proceeds to S200. If not (NO in S100), wait until the sampling time is reached. This sampling time is set to, for example, 100 msec. This sampling time is an example and does not limit the present invention.
[0101]
In S200, HV_ECU 6000 provides temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 to MG (1) a chip as a power element of inverter 1000, MG ( 2) The temperatures T (1), T (2), and T (3) of the chip as the power element of the inverter 2000 and the chip as the power element of the boost converter 3000 are detected. At this time, the temperature rise estimating unit (1) 6100 substitutes the value measured by the chip temperature sensor (1) 1200 for the chip temperature T (1). The temperature rise estimating unit (2) 6200 substitutes the value measured by the chip temperature sensor (2) 2200 for the chip temperature T (2). The temperature rise estimating unit (3) 6300 substitutes the value measured by the chip temperature sensor (3) 3200 for the chip temperature T (3).
[0102]
In S300, HV_ECU 6000 supplies temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 to MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000, and booster. The output currents I (1) and I (2) and the boost current I (3) in the converter 3000 are detected. At this time, the temperature rise estimating unit (1) 6100 substitutes the current value measured by the current sensor (1) 1100 as the output current I (1). The temperature rise estimating unit (2) 6200 substitutes the current value measured by the current sensor (2) 2100 as the output current I (2). The temperature rise estimating unit (3) 6300 substitutes the current value measured by the current sensor (3) 3100 as the boosted current I (3).
[0103]
In S400, HV_ECU 6000 causes temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 to detect the control state of each chip. For example, with respect to MG (1) inverter 1000 and MG (2) inverter 2000, whether the vehicle is in a powering state or a regenerative state, a carrier frequency or a rectangular output state is detected.
[0104]
In S500, HV_ECU 6000 transmits to temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 based on the control state of each chip detected in S400. The map applied to the chip is selected from FIGS.
[0105]
In S600, HV_ECU 6000 causes temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 to use the selected map to increase the temperature of each chip. ΔT (1), ΔT (2), and ΔT (3) are calculated. At this time, a map corresponding to each control state is selected from the maps of FIGS. Temperature rise estimating section (1) 6100 calculates temperature rise ΔT (1) from output current I (1). Temperature rise estimating section (2) 6200 calculates temperature rise ΔT (2) from output current I (2). Temperature rise estimator (3) 6300 calculates temperature rise ΔT (3) from boosted current I (3).
[0106]
In S700, HV_ECU 6000 provides cooling water temperature estimation unit (1) 6110, cooling water temperature estimation unit (2) 6210, and cooling water temperature estimation unit (3) 6310 with estimated cooling water temperature WT (1) for each chip, WT (2) and WT (3) are calculated. At this time, the cooling water temperature estimating unit (1) 6110 executes the calculation of WT (1) = T (1) -ΔT (1). The cooling water temperature estimating unit (2) 6210 performs an operation of WT (2) = T (2) -ΔT (2). The cooling water temperature estimating unit (3) 6310 executes an operation of WT (3) = T (3) -ΔT (3).
[0107]
In S1000, HV_ECU 6000 causes processing unit 6700 to execute a process of determining the estimated coolant temperature. The detailed description of the process for determining the estimated coolant temperature will be described later.
[0108]
In S2000, HV_ECU 6000 causes processing unit 6700 to execute temperature sensor abnormality processing. A detailed description of the temperature sensor abnormality processing will be described later.
[0109]
In S3000, HV_ECU 6000 causes processing unit 6700 to execute a cooling water temperature abnormality process. The detailed description of the cooling water temperature abnormality processing will be described later.
[0110]
In S4000, HV_ECU 6000 causes processing unit 6700 to execute a chip temperature abnormality process. The detailed description of the chip temperature abnormality processing will be described later.
[0111]
With reference to FIG. 7, a process of determining the estimated coolant temperature that is performed by processing unit 6700 will be described.
[0112]
At S1010, processing unit 6700 calculates an estimated water temperature difference. At this time, processing unit 6700 determines that ΔWT (12) = | ΔT (1) −ΔT (2) |, ΔWT (23) = | ΔT (2) −ΔT (3) |, ΔWT (31) = | ΔT ( 3) -ΔT (1) | is calculated to calculate three estimated water temperature differences.
[0113]
At S1020, processing unit 6700 determines whether or not all three estimated water temperature differences are equal to or smaller than a threshold value. If all three estimated water temperature differences are equal to or smaller than the threshold value (YES in S1020), the process proceeds to S1030. Otherwise (NO at S1020), the process proceeds to S1040.
[0114]
At S1030, processing unit 6700 determines that all temperature sensors are normal. At S1040, processing unit 6700 determines that the two temperature sensors used for calculating the minimum estimated water temperature difference are normal and the remaining one temperature sensor is abnormal. Thereafter, the process proceeds to S1050.
[0115]
At S1050, processing unit 6700 determines whether or not to execute average value processing. This determination is made based on the state of a flag indicating whether or not to perform the average value processing stored in advance in storage unit 6600. If averaging processing is to be performed (YES in S1050), the process proceeds to S1060. Otherwise (NO at S1050), the process proceeds to S1070.
[0116]
At S1060, processing unit 6700 determines the average value of the water temperature estimated by the normal temperature sensor as the estimated value of the cooling water temperature.
[0117]
At S1070, processing section 6700 determines whether or not the representative sensor is included in the normal temperature sensors. Here, the representative sensor is a temperature that represents the temperature of the cooling water in the cooling passage 5000. For example, when the temperature of the cooling water is distributed in the cooling passage 5000, the representative sensor is a sensor that measures the highest temperature. If the representative temperature sensor is included in the normal temperature sensors (YES in S1070), the process proceeds to S1080. Otherwise (NO at S1070), the process proceeds to S1060.
[0118]
At S1080, processing unit 6700 determines the water temperature estimated by the temperature sensor that is a normal representative sensor as the estimated value of the cooling water temperature.
[0119]
With reference to FIG. 8, a description will be given of the temperature sensor abnormality processing executed by processing unit 6700.
[0120]
At S2010, processing unit 6700 determines whether there is a temperature sensor determined to be abnormal. If there is a temperature sensor determined to be abnormal (YES in S2010), the process proceeds to S2020. If not (NO in S2010), this temperature sensor abnormality process ends.
[0121]
At S2020, processing unit 6700 outputs warning information about the temperature sensor determined to be abnormal to output unit 7000.
[0122]
With reference to FIG. 9, the cooling water temperature abnormality processing executed by processing unit 6700 will be described.
[0123]
At S3010, processing unit 6700 determines whether the determined cooling water temperature is higher than a water temperature threshold value. If the determined cooling water temperature is higher than the water temperature threshold (YES in S3010), the process proceeds to S3020. If not (NO in S3010), the cooling water temperature abnormality process ends.
[0124]
At S3020, processing unit 6700 outputs warning information about the temperature of the cooling water to output unit 7000.
[0125]
With reference to FIG. 10, a description will be given of the chip temperature abnormality processing executed by the processing unit 6700.
[0126]
At S4010, processing unit 6700 reads the temperature of each chip using a normal temperature sensor. At this time, if all the temperature sensors are normal, the temperature measured by chip temperature sensor (1) 1200 for MG (1) inverter 1000 and the chip temperature sensor (2) 2200 for MG (2) inverter 2000 Is read, and for the boost converter 3000, the temperature measured by the chip temperature sensor (3) 3200 is read.
[0127]
In S4020, it is determined whether or not the chip temperature is higher than a chip temperature threshold. If the chip temperature is higher than the chip temperature threshold (YES in S4020), the process proceeds to S4030. Otherwise (NO in S4010), this chip temperature abnormality process ends.
[0128]
At S4030, processing unit 6700 outputs warning information about the chip to control unit 6500 and output unit 7000.
[0129]
When warning information is output to the output unit 7000 in the temperature sensor abnormality processing (S2000), the cooling water temperature abnormality processing (S3000), and the chip temperature abnormality processing (S4000) executed in the processing unit 6700, the output unit 7000 operates, for example. Display warning information on the indicator in front of the seat. In the chip temperature abnormality process (S4000), the warning information on the chip is output not only to the output unit 7000 but also to the control unit 6500. At this time, control unit 6500 limits the operation of MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000, and boost converter 3000, or stops the operation.
[0130]
The operation of the inverter system with a boost converter according to the present embodiment based on the above structure and flowchart will be described.
[0131]
Control unit 6500 determines the control state of MG (1) inverter 1000, MG (2) inverter 2000, and boost converter 3000 based on the operating state of the vehicle, and transmits a control signal to each. Further, control unit 6500 transmits the respective control states to temperature rise estimation unit (1) 6100, temperature rise estimation unit (2) 6200, and temperature rise estimation unit (3) 6300. In such a state, MG (1) inverter 1500, MG (2) inverter 2500, and boost converter 3000 are operated. By this operation, the power element of MG (1) inverter 1000, the power element of MG (2) inverter 2000, and the power element of boost converter 3000 each generate heat and are cooled by the cooling water filled in cooling passage 5000.
[0132]
HV_ECU 6000 causes temperature rise estimating section (1) 6100, temperature rise estimating section (2) 6200, and temperature rise estimating section (3) 6300 to estimate temperature rise ΔT in each chip at each sampling time (YES in S100). .
[0133]
The temperature rise estimator (1) 6100, the temperature rise estimator (2) 6200, and the temperature rise estimator (3) 6300 detect the chip temperatures T (1), T (2), and T (3), respectively. (S200), output currents I (1) and I (2) and boost current I (3) are detected (S300). The temperature rise estimating unit (1) 6100, the temperature rise estimating unit (2) 6200, and the temperature rise estimating unit (3) 6300 respectively detect the control state of each chip transmitted from the control unit 6500 (S400). The map applied to the chip is selected (S500).
[0134]
The temperature rise estimating unit (1) 6100, the temperature rise estimating unit (2) 6200, and the temperature rise estimating unit (3) 6300 each use the selected map to determine the temperature rise ΔT (1), ΔT (2) and ΔT (3) are calculated (S600).
[0135]
The cooling water temperature estimating unit (1) 6110, the cooling water temperature estimating unit (2) 6210, and the cooling water temperature estimating unit (3) 6310 respectively provide an estimated cooling water temperature WT (1), WT (2), WT (3) is calculated (S700). At this time, the cooling water temperature estimating unit (1) 6110 calculates WT (1) = T (1) −ΔT (1), and the cooling water temperature estimating unit (2) 6210 calculates WT (2) = T (2) −ΔT In (2), the cooling water temperature estimating unit (3) 6310 calculates WT (3) = T (3) −ΔT (3).
[0136]
When the estimated coolant temperature of each chip is calculated, the processing unit 6700 executes a process for determining the estimated coolant temperature (S1000). Processing unit 6700 calculates estimated water temperature differences ΔWT (12), ΔWT (23), and ΔWT (31), respectively (S1110). If all three water temperature differences are equal to or smaller than the threshold value (YES in S1210), it is determined that all temperature sensors are normal (S1320).
[0137]
If any of the three estimated water temperature differences does not fall below the threshold (NO in S1210), the remaining ones are determined to be normal if the two temperature sensors used to calculate the minimum estimated water temperature value are normal. It is determined that one of the temperature sensors is abnormal (S1410).
[0138]
For example, a case will be described in which at least one estimated water temperature difference exceeds a threshold value and ΔWT (12) is smaller than ΔWT (23) and ΔWT (31). In this case, a chip that measures the chip temperature used to calculate ΔT (1) and ΔT (2) used to calculate the minimum ΔWT (12) among the three estimated water temperature differences Temperature sensor (1) 1200 and chip temperature sensor (2) 2200 are determined to be normal. The remaining one, the chip temperature sensor (3) 3200, is determined to be abnormal.
[0139]
If there is a plurality of normal temperature sensors and the average value processing is performed (YES in S1050), the average value of the water temperature estimated by the normal temperature sensors is determined as the cooling water temperature estimated value (S1060).
[0140]
When the representative sensor is included in the normal temperature sensors (YES in S1070), the water temperature estimated by the temperature sensor that is the normal representative sensor is determined as the estimated value of the cooling water temperature (S1080).
[0141]
If there is a temperature sensor determined to be abnormal (YES in S2010), warning information about the temperature sensor determined to be abnormal is output to output unit 7000 (S2020), and the temperature sensor abnormality is displayed on the indicator in front of the driver's seat. Is displayed.
[0142]
If the determined cooling water temperature is higher than the water temperature threshold indicating the water temperature abnormality (YES in S3010), warning information about the cooling water temperature is output to output section 7000, and the cooling water temperature abnormality is displayed on the indicator in front of the driver's seat. Is displayed.
[0143]
The temperature of the chip is read by the normal temperature sensor, and if the temperature of the chip is higher than the chip temperature threshold indicating a chip abnormality (YES in S4020), warning information about the chip is sent to control unit 6500. The output is output to the output unit 7000 (S4030). At this time, the indicator in front of the driver's seat displays information indicating an abnormality in the electric circuit including the power element determined to be abnormal, and information indicating an abnormality in the inverter system with the boost converter.
[0144]
As described above, according to the inverter system with the boost converter according to the present embodiment, the power elements included in the inverter and the converter are cooled using the same cooling water. At this time, the temperature of the power element of the inverter or the converter is measured, and the output current from the inverter or the converter is measured. By estimating the temperature rise based on the output current and subtracting the estimated temperature rise from the measured temperature of the power element, the estimated coolant temperature of the cooling water can be calculated. Therefore, there is no need for a temperature sensor for measuring the cooling water. Further, it is possible to monitor an abnormality of the plurality of temperature sensors based on the estimated cooling water temperature. Further, by accurately calculating the coolant temperature using a plurality of normal temperature sensors, the coolant temperature can be accurately monitored. Further, the abnormal temperature of the chip can be accurately monitored. Further, the abnormal temperature of the cooling medium can be accurately monitored.
[0145]
In the above description, the HV_ECU 6000 has a configuration in which the temperature rise estimating unit (1) 6100, the temperature rise estimating unit (2) 6200, and the temperature rise estimating unit (3) 6300 are divided for each chip, and the cooling water temperature estimation is performed. Although the unit (1) 6110, the cooling water temperature estimating unit (2) 6210, and the cooling water temperature estimating unit (3) 6310 are configured separately for each chip, the present invention is not limited to this. The temperature rise estimating unit (1) 6100, the temperature rise estimating unit (2) 6200, and the temperature rise estimating unit (3) 6300 are one temperature rise estimating unit, and the cooling water temperature estimating unit (1) 6110 and the cooling water temperature estimating unit ( 2) The 6210 and the cooling water temperature estimating unit (3) 6310 may be one cooling water temperature estimating unit, or the temperature rise estimating unit and the cooling water temperature estimating unit may be one processing unit.
[0146]
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter with a boost converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cooling mechanism.
FIG. 3 is a diagram (part 1) illustrating a relationship between an output current of the inverter and a temperature rise.
FIG. 4 is a diagram (part 2) illustrating a relationship between an output current of the inverter and a temperature rise.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a boost current of a boost converter and a temperature rise.
FIG. 6 is a flowchart showing a control structure of a main program executed by the HV_ECU.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a control structure of an estimated coolant temperature determination processing program executed by the HV_ECU.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a control structure of a temperature sensor abnormality processing program executed by the HV_ECU.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a control structure of a cooling water temperature abnormality processing program executed by the HV_ECU.
FIG. 10 is a flowchart showing a control structure of a chip temperature abnormality processing program executed by the HV_ECU.
[Explanation of symbols]
1000 MG (1) inverter, 1100 current sensor (1), 1200 chip temperature sensor (1), 1500 MG (1), 2000 MG (2) inverter, 2100 current sensor (2), 2200 chip temperature sensor (2), 2500 MG (2), 3000 boost converter, 3100 current sensor (3), 3200 chip temperature sensor (3), 4000 battery, 5000 cooling passage, 6000 HV_ECU, 6100 temperature rise estimating unit (1), 6110 cooling water temperature estimating unit ( 1), 6200 Temperature rise estimator (2), 6210 Cooling water temperature estimator (2), 6300 Temperature rise estimator (3), 6310 Cooling water temperature estimator (3), 6500 control unit, 6600 storage unit, 6700 processing unit 7000 output section.

Claims (28)

複数のチップから発生する熱を冷却するための冷却媒体が、前記複数のチップで共通する構成を有する電気回路の監視装置であって、
前記複数のチップの温度をそれぞれ測定するための複数の測定手段と、
前記複数のチップの状態量をそれぞれ検知するための複数の検知手段と、
各前記チップごとに、前記チップの状態量と前記状態量に基づく温度変化量との関係を予め記憶するための記憶手段と、
前記検知された状態量および前記温度変化量の関係に基づいて、各前記チップごとに、温度変化量を算出するための算出手段と、
各前記チップごとに、測定されたチップの温度と前記温度変化量とに基づいて、前記冷却媒体の推定温度値を算出するための推定手段とを含む、電気回路の監視装置。A cooling medium for cooling heat generated from a plurality of chips, a monitoring device for an electric circuit having a configuration common to the plurality of chips,
A plurality of measuring means for measuring the temperature of each of the plurality of chips,
A plurality of detection means for detecting the state quantities of the plurality of chips,
For each of the chips, storage means for storing in advance the relationship between the state amount of the chip and the amount of temperature change based on the state amount,
Calculation means for calculating a temperature change amount for each of the chips based on a relationship between the detected state amount and the temperature change amount,
An electric circuit monitoring device, comprising: an estimating unit for calculating an estimated temperature value of the cooling medium based on the measured chip temperature and the temperature change amount for each of the chips. 前記状態量は、前記チップから出力される電流値である、請求項１に記載の電気回路の監視装置。The monitoring device for an electric circuit according to claim 1, wherein the state quantity is a current value output from the chip. 前記電気回路はインバータ回路を含み、
前記記憶手段は、前記インバータ回路の制御状態に応じた、前記チップの状態量と前記状態量に基づく温度変化量との関係を予め記憶するための手段を含む、請求項１に記載の電気回路の監視装置。The electric circuit includes an inverter circuit,
2. The electric circuit according to claim 1, wherein the storage unit includes a unit for storing in advance a relationship between a state amount of the chip and a temperature change amount based on the state amount according to a control state of the inverter circuit. 3. Monitoring device. 前記監視装置は、前記推定温度値に基づいて、前記複数の測定手段の動作状態を判断するための判断手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の電気回路の監視装置。The electric circuit monitoring device according to claim 1, wherein the monitoring device further includes a determination unit configured to determine an operation state of the plurality of measurement units based on the estimated temperature value. 前記判断手段は、前記推定温度値に基づいて、各前記測定手段の動作状態が正常であるか異常であるかを判断するための手段を含む、請求項４に記載の電気回路の監視装置。5. The electric circuit monitoring device according to claim 4, wherein the determination unit includes a unit configured to determine whether an operation state of each of the measurement units is normal or abnormal based on the estimated temperature value. 前記複数のチップは、３以上のチップであって、
前記判断手段は、前記３以上のチップの中から抽出された２つのチップの組合せについての推定温度値の差の絶対値を、全ての組合せについて算出して、前記算出された推定温度値の差の絶対値に基づいて、各前記測定手段の動作状態を判断するための手段を含む、請求項４に記載の電気回路の監視装置。The plurality of chips are three or more chips,
The determination means calculates the absolute value of the difference between the estimated temperature values for the combination of two chips extracted from the three or more chips for all the combinations, and calculates the difference between the calculated estimated temperature values. The monitoring apparatus for an electric circuit according to claim 4, further comprising means for judging an operation state of each of said measuring means based on an absolute value of the electric circuit. 前記判断手段は、前記算出された推定温度値の差の絶対値が、予め定められたしきい値よりも小さいと、前記推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断するための手段を含む、請求項６に記載の電気回路の監視装置。When the absolute value of the difference between the calculated estimated temperature values is smaller than a predetermined threshold value, the measuring means used to calculate the absolute value of the difference between the estimated temperature values. 7. The electric circuit monitoring device according to claim 6, further comprising means for judging that the operation state is normal. 前記判断手段は、最小である推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定手段の動作状態が正常であると判断するための手段を含む、請求項６に記載の電気回路の監視装置。7. The electric circuit according to claim 6, wherein the determination unit includes a unit for determining that an operation state of the measurement unit used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values that is the minimum is normal. Monitoring device. 前記監視装置は、前記推定手段により算出された複数の推定温度値に基づいて、前記冷却媒体の推定温度を決定するための決定手段をさらに含む、請求項１〜８のいずれかに記載の電気回路の監視装置。9. The electric device according to claim 1, wherein the monitoring device further includes a determination unit configured to determine an estimated temperature of the cooling medium based on the plurality of estimated temperature values calculated by the estimation unit. 10. Circuit monitoring device. 前記決定手段は、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値に基づいて、前記冷却媒体の推定温度を決定するための手段を含む、請求項９に記載の電気回路の監視装置。The determining means is means for determining an estimated temperature of the cooling medium based on an estimated temperature value calculated using a temperature of the chip measured by the measuring means determined that the operating state is normal. The electric circuit monitoring device according to claim 9, comprising: 前記決定手段は、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値の平均値を算出して、前記平均値を前記冷却媒体の推定温度として決定するための手段を含む、請求項９に記載の電気回路の監視装置。The determining unit calculates an average value of the estimated temperature values calculated using the chip temperatures measured by the measuring unit determined that the operation state is normal, and estimates the average value of the cooling medium. The apparatus for monitoring an electric circuit according to claim 9, comprising means for determining the temperature. 前記決定手段は、前記複数の測定手段の中から予め定められた測定手段の動作状態が正常であると判断されると、前記予め定められた測定手段により測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値を、前記冷却媒体の推定温度として決定するための手段を含む、請求項９に記載の電気回路の監視装置。The determining means, when it is determined that the operating state of the predetermined measuring means is normal among the plurality of measuring means, calculates using the chip temperature measured by the predetermined measuring means. The electric circuit monitoring device according to claim 9, further comprising: means for determining the estimated temperature value as the estimated temperature of the cooling medium. 前記監視装置は、動作状態が正常であると判断された測定手段により測定された前記チップの温度に基づいて、チップの温度異常を検知するための異常チップ検知手段をさらに含む、請求項４〜８のいずれかに記載の電気回路の監視装置。5. The monitoring device according to claim 4, further comprising an abnormal chip detecting unit configured to detect an abnormal temperature of the chip based on the temperature of the chip measured by the measuring unit that has been determined that the operation state is normal. The monitoring device for an electric circuit according to any one of claims 8 to 13. 前記監視装置は、前記決定手段により決定された冷却媒体の推定温度に基づいて、冷却媒体の温度異常を検知するための冷却媒体異常検知手段をさらに含む、請求項９〜１２のいずれかに記載の電気回路の監視装置。The cooling device according to any one of claims 9 to 12, wherein the monitoring device further includes a cooling medium abnormality detecting unit configured to detect a cooling medium temperature abnormality based on the estimated cooling medium temperature determined by the determining unit. Electrical circuit monitoring equipment. 複数のチップから発生する熱を冷却するための冷却媒体が、前記複数のチップで共通する構成を有する電気回路の監視方法であって、
前記複数のチップの温度をそれぞれ測定する測定ステップと、
前記複数のチップの状態量をそれぞれ検知する検知ステップと、
各前記チップごとに、前記チップの状態量と前記状態量に基づく温度変化量との関係を予め準備する準備ステップと、
前記検知された状態量および前記温度変化量の関係に基づいて、各前記チップごとに、温度変化量を算出する算出ステップと、
各前記チップごとに、測定されたチップの温度と前記温度変化量とに基づいて、前記冷却媒体の推定温度値を算出する推定ステップとを含む、電気回路の監視方法。A cooling medium for cooling heat generated from a plurality of chips, a method for monitoring an electric circuit having a configuration common to the plurality of chips,
Measuring the temperature of each of the plurality of chips,
A detecting step of detecting a state quantity of each of the plurality of chips,
A preparing step of preparing, in advance, for each of the chips, a relationship between a state quantity of the chip and a temperature change amount based on the state quantity;
A calculating step of calculating a temperature change amount for each of the chips based on a relationship between the detected state amount and the temperature change amount;
An estimating step of calculating an estimated temperature value of the cooling medium based on the measured chip temperature and the temperature change amount for each of the chips. 前記状態量は、前記チップから出力される電流値である、請求項１５に記載の電気回路の監視方法。The method of monitoring an electric circuit according to claim 15, wherein the state quantity is a current value output from the chip. 前記電気回路はインバータ回路を含み、
前記準備ステップは、前記インバータ回路の制御状態に応じた、前記チップの状態量と前記状態量に基づく温度変化量との関係を予め準備するステップを含む、請求項１５に記載の電気回路の監視方法。The electric circuit includes an inverter circuit,
The monitoring of the electric circuit according to claim 15, wherein the preparing step includes a step of preparing in advance a relationship between a state quantity of the chip and a temperature change amount based on the state quantity according to a control state of the inverter circuit. Method. 前記監視方法は、前記推定温度値に基づいて、前記測定ステップにおける測定状態を判断する判断ステップをさらに含む、請求項１５〜１７のいずれかに記載の電気回路の監視方法。The method of monitoring an electric circuit according to any one of claims 15 to 17, wherein the monitoring method further includes a determining step of determining a measurement state in the measuring step based on the estimated temperature value. 前記判断ステップは、前記推定温度値に基づいて、前記測定ステップにおける測定状態が正常であるか異常であるかを判断するステップを含む、請求項１８に記載の電気回路の監視方法。19. The method of monitoring an electric circuit according to claim 18, wherein the determining step includes a step of determining whether a measurement state in the measurement step is normal or abnormal based on the estimated temperature value. 前記複数のチップは、３以上のチップであって、
前記判断ステップは、前記３以上のチップの中から抽出された２つのチップの組合せについての推定温度値の差の絶対値を、全ての組合せについて算出して、前記算出された推定温度値の差の絶対値に基づいて、前記測定ステップにおける測定状態を判断するステップを含む、請求項１８に記載の電気回路の監視方法。The plurality of chips are three or more chips,
The determining step calculates the absolute value of the difference between the estimated temperature values for the combination of the two chips extracted from the three or more chips for all the combinations, and calculates the difference between the calculated estimated temperature values. 19. The method for monitoring an electric circuit according to claim 18, further comprising the step of: determining a measurement state in the measurement step based on an absolute value of: 前記判断ステップは、前記算出された推定温度値の差の絶対値が、予め定められたしきい値よりも小さいと、前記推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断するステップを含む、請求項２０に記載の電気回路の監視方法。The determining step is a measuring step used to calculate the absolute value of the difference between the estimated temperature values when the absolute value of the difference between the calculated estimated temperature values is smaller than a predetermined threshold value. 21. The method for monitoring an electric circuit according to claim 20, further comprising the step of determining that the measurement state is normal. 前記判断ステップは、最小である推定温度値の差の絶対値を算出するために用いられた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断するステップを含む、請求項２０に記載の電気回路の監視方法。21. The monitoring of the electric circuit according to claim 20, wherein the determining step includes a step of determining that the measurement state in the measurement step used for calculating the absolute value of the difference between the estimated temperature values that is the minimum is normal. Method. 前記監視方法は、前記推定ステップにおいて算出された複数の推定温度値に基づいて、前記冷却媒体の推定温度を決定する決定ステップをさらに含む、請求項１５〜２２のいずれかに記載の電気回路の監視方法。23. The electric circuit according to claim 15, further comprising a determining step of determining an estimated temperature of the cooling medium based on the plurality of estimated temperature values calculated in the estimating step. Monitoring method. 前記決定ステップは、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値に基づいて、前記冷却媒体の推定温度を決定するステップを含む、請求項２３に記載の電気回路の監視方法。The determining step includes a step of determining an estimated temperature of the cooling medium based on an estimated temperature value calculated using the temperature of the chip measured in the measuring step in which the measurement state is determined to be normal, A method for monitoring an electric circuit according to claim 23. 前記決定ステップは、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値の平均値を算出して、前記平均値を前記冷却媒体の推定温度として決定するステップを含む、請求項２３に記載の電気回路の監視方法。The determining step calculates an average value of the estimated temperature values calculated using the temperatures of the chips measured in the measuring step in which the measurement state is determined to be normal, and estimates the average value of the cooling medium. The method for monitoring an electric circuit according to claim 23, comprising a step of determining the temperature as a temperature. 前記決定ステップは、前記複数の測定ステップの中から予め定められた測定ステップにおける測定状態が正常であると判断されると、前記予め定められた測定ステップにおいて測定されたチップの温度を用いて算出された推定温度値を、前記冷却媒体の推定温度として決定するステップを含む、請求項２３に記載の電気回路の監視方法。The determining step, when it is determined that the measurement state in the predetermined measurement step is normal among the plurality of measurement steps, is calculated using the chip temperature measured in the predetermined measurement step. 24. The method for monitoring an electric circuit according to claim 23, further comprising: determining the estimated temperature value as the estimated temperature of the cooling medium. 前記監視方法は、測定状態が正常であると判断された測定ステップにおいて測定された前記チップの温度に基づいて、チップの温度異常を検知する異常チップ検知ステップをさらに含む、請求項１８〜２２のいずれかに記載の電気回路の監視方法。23. The monitoring method according to claim 18, wherein the monitoring method further includes an abnormal chip detecting step of detecting an abnormal temperature of the chip based on the temperature of the chip measured in the measuring step in which the measurement state is determined to be normal. A method for monitoring an electric circuit according to any one of the above. 前記監視方法は、前記決定ステップにおいて決定された冷却媒体の推定温度に基づいて、冷却媒体の温度異常を検知する冷却媒体異常検知ステップをさらに含む、請求項２３〜２６のいずれかに記載の電気回路の監視方法。27. The electric device according to claim 23, wherein the monitoring method further includes a cooling medium abnormality detecting step of detecting a temperature abnormality of the cooling medium based on the estimated temperature of the cooling medium determined in the determining step. How to monitor the circuit.
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